JPH10289153A - 主記憶管理方法および装置 - Google Patents
主記憶管理方法および装置Info
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- JPH10289153A JPH10289153A JP9093883A JP9388397A JPH10289153A JP H10289153 A JPH10289153 A JP H10289153A JP 9093883 A JP9093883 A JP 9093883A JP 9388397 A JP9388397 A JP 9388397A JP H10289153 A JPH10289153 A JP H10289153A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 物理ページの適切な管理を可能として、限ら
れたメモリ資源の有効活用、および、メモリアクセスの
保護を充分に図る。 【解決手段】 ４通りのサイズのページをもつことので
きるハードウエア構成であり、ＭＭＵ８は、物理メモリ
の管理テーブルを、この各ページサイズごとに用意して
いる。ＣＰＵ２は、プログラム実行時における必要なメ
モリ容量の大きさにより、いずれかのサイズの物理ペー
ジを選択する。プログラムの実行中に現在使用中のもの
より大きなメモリ容量が必要となる場合は、より大きな
ページサイズに変更する。また、ある物理ページを共有
しているいずれかのプログラムに基づいて共有ページの
一部を変更しようとした場合には、より小さな複数のペ
ージに分割し、この分割後に変更を要するページのみに
ライト権限を与え、その他のページは共有状態のままと
する。
れたメモリ資源の有効活用、および、メモリアクセスの
保護を充分に図る。 【解決手段】 ４通りのサイズのページをもつことので
きるハードウエア構成であり、ＭＭＵ８は、物理メモリ
の管理テーブルを、この各ページサイズごとに用意して
いる。ＣＰＵ２は、プログラム実行時における必要なメ
モリ容量の大きさにより、いずれかのサイズの物理ペー
ジを選択する。プログラムの実行中に現在使用中のもの
より大きなメモリ容量が必要となる場合は、より大きな
ページサイズに変更する。また、ある物理ページを共有
しているいずれかのプログラムに基づいて共有ページの
一部を変更しようとした場合には、より小さな複数のペ
ージに分割し、この分割後に変更を要するページのみに
ライト権限を与え、その他のページは共有状態のままと
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子計算機シス
テムの主記憶をページング方式で管理する方法および装
置に関する。
テムの主記憶をページング方式で管理する方法および装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に従来の電子計算機システムにおい
ては、主記憶上の実記憶容量の上限を意識することなく
プログラムを作成できるように、主記憶の物理アドレス
空間よりも大きな仮想アドレス空間を実現することがで
きる仮想記憶方式が採用されている。
ては、主記憶上の実記憶容量の上限を意識することなく
プログラムを作成できるように、主記憶の物理アドレス
空間よりも大きな仮想アドレス空間を実現することがで
きる仮想記憶方式が採用されている。
【０００３】この仮想記憶方式では、実行するタスクの
切替に際して主記憶と補助記憶との間でデータの置き換
えを行わなければならないため、タスクの切替には比較
的大きなオーバーヘッドタイムを必要とする。そのた
め、特に動作の高速性が要求されるリアルタイムシステ
ムにおいては、従来、仮想記憶方式をほとんど採用して
いなかった。
切替に際して主記憶と補助記憶との間でデータの置き換
えを行わなければならないため、タスクの切替には比較
的大きなオーバーヘッドタイムを必要とする。そのた
め、特に動作の高速性が要求されるリアルタイムシステ
ムにおいては、従来、仮想記憶方式をほとんど採用して
いなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高速性だけで
なく高信頼性が要求されるリアルタイムシステムにおい
ては、仮想記憶方式を採用することは充分に意義があ
る。なぜなら、仮想記憶方式では、カーネルや各タスク
間でのメモリアクセス保護をハードウエアにより容易に
支援することができるためである。
なく高信頼性が要求されるリアルタイムシステムにおい
ては、仮想記憶方式を採用することは充分に意義があ
る。なぜなら、仮想記憶方式では、カーネルや各タスク
間でのメモリアクセス保護をハードウエアにより容易に
支援することができるためである。
【０００５】仮想記憶方式にも種々あるが、高速リアル
タイム処理の実行に充分適用できるような効率のよいタ
スク切り替えを行うためには、主記憶と補助記憶との間
のデータのやりとりを仮想アドレス空間をページ単位に
分けることで行うページング方式を用い、かつ、ＣＰＵ
内部にアドレス変換テーブルバッファ（以下、「ＴＬ
Ｂ」という）を備えた仮想記憶方式が望ましい。なぜな
ら、ＴＬＢを用いたページング方式の仮想記憶方式は、
アドレス変換が比較的単純なので高速性が期待でき、か
つコスト的にも有利であるためである。
タイム処理の実行に充分適用できるような効率のよいタ
スク切り替えを行うためには、主記憶と補助記憶との間
のデータのやりとりを仮想アドレス空間をページ単位に
分けることで行うページング方式を用い、かつ、ＣＰＵ
内部にアドレス変換テーブルバッファ（以下、「ＴＬ
Ｂ」という）を備えた仮想記憶方式が望ましい。なぜな
ら、ＴＬＢを用いたページング方式の仮想記憶方式は、
アドレス変換が比較的単純なので高速性が期待でき、か
つコスト的にも有利であるためである。
【０００６】このような仮想記憶方式をリアルタイムシ
ステムで用いる場合には、通常の仮想記憶方式とは異な
り、基本的にはスワップアウト、スワップインのページ
置き換えによるオーバーヘッドタイムをなくすために、
すべてのコード、データを主記憶上に常駐しておくこと
が必要となる。また、ＴＬＢのミスヒットもできるだけ
発生しないようにすることが望ましい。つまり、リアル
タイムシステムにおいては、仮想記憶方式は物理アドレ
ス空間よりも大きな仮想アドレス空間を実現するためと
いうよりは、むしろ、主記憶に対するメモリアクセス保
護の機構として使用されることになる。
ステムで用いる場合には、通常の仮想記憶方式とは異な
り、基本的にはスワップアウト、スワップインのページ
置き換えによるオーバーヘッドタイムをなくすために、
すべてのコード、データを主記憶上に常駐しておくこと
が必要となる。また、ＴＬＢのミスヒットもできるだけ
発生しないようにすることが望ましい。つまり、リアル
タイムシステムにおいては、仮想記憶方式は物理アドレ
ス空間よりも大きな仮想アドレス空間を実現するためと
いうよりは、むしろ、主記憶に対するメモリアクセス保
護の機構として使用されることになる。
【０００７】しかしながら、上記従来のページング方式
では、各ページのページサイズは固定であり、可変でき
たとしても、それはすべてのページについて一律に共通
のページサイズを選択できるというだけであった。その
ため、このようなページのサイズが固定されているペー
ジング方式では、限られた記憶容量の主記憶上に、すべ
てのコードとデータのマッピングを可能としつつも、こ
れらを適切に保護することは困難である。
では、各ページのページサイズは固定であり、可変でき
たとしても、それはすべてのページについて一律に共通
のページサイズを選択できるというだけであった。その
ため、このようなページのサイズが固定されているペー
ジング方式では、限られた記憶容量の主記憶上に、すべ
てのコードとデータのマッピングを可能としつつも、こ
れらを適切に保護することは困難である。
【０００８】すなわち、一般に、ページサイズを小さく
すると、主記憶を有効利用することができるが、ページ
数が増大するためＴＬＢにすべてのエントリが入りきら
ず、そのため、ＴＬＢのミスヒットが頻繁に発生するよ
うになる。また、逆に、ページサイズを大きくすると、
エントリ数は少なくできるが、今度はページ内に無駄な
領域が発生しやすくなり、主記憶の有効利用を図ること
ができない。
すると、主記憶を有効利用することができるが、ページ
数が増大するためＴＬＢにすべてのエントリが入りきら
ず、そのため、ＴＬＢのミスヒットが頻繁に発生するよ
うになる。また、逆に、ページサイズを大きくすると、
エントリ数は少なくできるが、今度はページ内に無駄な
領域が発生しやすくなり、主記憶の有効利用を図ること
ができない。
【０００９】そこで、特開平５−４６４８３号公報で
は、複数サイズのページを扱うことを可能として、限ら
れたメモリ資源を適切なページサイズで管理しようとす
る技術を提案している。すなわち、上記公報に開示の技
術では、ページサイズは一律ではないため、各ページサ
イズを示す情報はアドレス変換テーブルに予め登録され
ている。そして、このように予め設定されているページ
サイズを超えるメモリアクセスを禁止している。
は、複数サイズのページを扱うことを可能として、限ら
れたメモリ資源を適切なページサイズで管理しようとす
る技術を提案している。すなわち、上記公報に開示の技
術では、ページサイズは一律ではないため、各ページサ
イズを示す情報はアドレス変換テーブルに予め登録され
ている。そして、このように予め設定されているページ
サイズを超えるメモリアクセスを禁止している。
【００１０】しかし、かかる技術は、予め設定されてい
るページサイズを超えるメモリアクセスになってしまう
場合に、そのメモリアクセスを禁止するにとどまり、ペ
ージ単位のメモリアクセスの保護のみを考えたアドレス
変換方式であって、物理ページの管理に関する技術では
ない。そのため、限られたメモリ資源の有効活用と、メ
モリアクセスの保護の両立のためには不十分であるとい
う課題がある。
るページサイズを超えるメモリアクセスになってしまう
場合に、そのメモリアクセスを禁止するにとどまり、ペ
ージ単位のメモリアクセスの保護のみを考えたアドレス
変換方式であって、物理ページの管理に関する技術では
ない。そのため、限られたメモリ資源の有効活用と、メ
モリアクセスの保護の両立のためには不十分であるとい
う課題がある。
【００１１】そこで、この発明の第１の目的は、物理ペ
ージの適切な管理を可能として、限られたメモリ資源の
有効活用、および、メモリアクセスの保護を充分に図る
ことができるようにすることである。
ージの適切な管理を可能として、限られたメモリ資源の
有効活用、および、メモリアクセスの保護を充分に図る
ことができるようにすることである。
【００１２】この発明の第２の目的は、実行中のプログ
ラムなどが予想以上の主記憶のメモリ空間を必要とした
場合にも対応できるようにし、また、データ処理の安定
性を図ることができるようにすることである。
ラムなどが予想以上の主記憶のメモリ空間を必要とした
場合にも対応できるようにし、また、データ処理の安定
性を図ることができるようにすることである。
【００１３】この発明の第３の目的は、コピーオンライ
トのような場合のメモリ使用率の無駄を省き、また、デ
ータ処理の高速化を図ることができるようにすることで
ある。
トのような場合のメモリ使用率の無駄を省き、また、デ
ータ処理の高速化を図ることができるようにすることで
ある。
【００１４】この発明の第４の目的は、ページサイズに
各々対応した複数の管理テーブルを設けることで、物理
ページの適切な管理を可能として、限られたメモリ資源
の有効活用、および、メモリアクセスの保護を充分に図
ることができるようにすることである。
各々対応した複数の管理テーブルを設けることで、物理
ページの適切な管理を可能として、限られたメモリ資源
の有効活用、および、メモリアクセスの保護を充分に図
ることができるようにすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、主記憶と補助記憶との間のデータのやりとりを仮想
アドレス空間をページ単位に分けることで行うページン
グ方式の仮想記憶方式を用い、各物理ページごとにその
ページのサイズを選択して行うデータ処理につき、この
選択された物理ページのサイズを処理しようとするデー
タ量に応じて変更することを特徴とするものである。
は、主記憶と補助記憶との間のデータのやりとりを仮想
アドレス空間をページ単位に分けることで行うページン
グ方式の仮想記憶方式を用い、各物理ページごとにその
ページのサイズを選択して行うデータ処理につき、この
選択された物理ページのサイズを処理しようとするデー
タ量に応じて変更することを特徴とするものである。
【００１６】従って、ページごとにサイズを設定した各
物理ページは、処理しようとするデータ量に応じてサイ
ズを変更することができるので、物理ページの大きさの
適切な管理を可能とすることができる。
物理ページは、処理しようとするデータ量に応じてサイ
ズを変更することができるので、物理ページの大きさの
適切な管理を可能とすることができる。
【００１７】請求項２に記載の発明は、使用している物
理ページのサイズが実行中のデータ処理の必要に対して
小さいときは、大きいサイズの物理ページに変更するこ
とを特徴とするものである。
理ページのサイズが実行中のデータ処理の必要に対して
小さいときは、大きいサイズの物理ページに変更するこ
とを特徴とするものである。
【００１８】従って、使用している物理ページのサイズ
が実行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大
きいサイズの物理ページに変更することで、実行中のプ
ログラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必
要とするときでも必要なメモリ量を確保することができ
る。
が実行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大
きいサイズの物理ページに変更することで、実行中のプ
ログラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必
要とするときでも必要なメモリ量を確保することができ
る。
【００１９】請求項３に記載の発明は、共有されている
物理ページに書き込みアクセスがあったときには、この
物理ページをより小さなサイズの複数の物理ページに変
更することを特徴とするものである。
物理ページに書き込みアクセスがあったときには、この
物理ページをより小さなサイズの複数の物理ページに変
更することを特徴とするものである。
【００２０】従って、複数のプログラムなどに共有され
ている物理ページに書き込みアクセスがあったときに、
この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ページ
に変更することで、変更後の複数の物理ページのうち、
変更を要するページのみにライト権限を与え、ほかのペ
ージは共有のままとすることができる。
ている物理ページに書き込みアクセスがあったときに、
この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ページ
に変更することで、変更後の複数の物理ページのうち、
変更を要するページのみにライト権限を与え、ほかのペ
ージは共有のままとすることができる。
【００２１】請求項４に記載の発明は、物理アドレスを
管理する管理テーブルを主記憶の記憶容量に応じて物理
ページのサイズごとに用意し、物理ページの使用、未使
用の管理は前記各管理テーブルを連動させて行うことを
特徴とするものである。
管理する管理テーブルを主記憶の記憶容量に応じて物理
ページのサイズごとに用意し、物理ページの使用、未使
用の管理は前記各管理テーブルを連動させて行うことを
特徴とするものである。
【００２２】従って、物理アドレスを管理する管理テー
ブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ページのサイズご
とに用意し、物理ページの使用、未使用の管理は各管理
テーブルを連動させて行うことができるので、各管理テ
ーブルのエントリの状態により各ページサイズごとの使
用状況を知り、プログラム実行時での必要なメモリサイ
ズにより各サイズの各ページを割り当てることができ
る。
ブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ページのサイズご
とに用意し、物理ページの使用、未使用の管理は各管理
テーブルを連動させて行うことができるので、各管理テ
ーブルのエントリの状態により各ページサイズごとの使
用状況を知り、プログラム実行時での必要なメモリサイ
ズにより各サイズの各ページを割り当てることができ
る。
【００２３】請求項５に記載の発明は、主記憶と補助記
憶との間のデータのやりとりを仮想アドレス空間をペー
ジ単位に分けることで行うページング方式の仮想記憶方
式を用いたデータ処理を行う電子計算機システムの主記
憶を管理する主記憶管理装置であって、各物理ページご
とにそのページのサイズを選択するページサイズ選択手
段と、この選択された物理ページのサイズを処理しよう
とするデータ量に応じて変更するページサイズ変更手段
とを備えていることを特徴とするものである。
憶との間のデータのやりとりを仮想アドレス空間をペー
ジ単位に分けることで行うページング方式の仮想記憶方
式を用いたデータ処理を行う電子計算機システムの主記
憶を管理する主記憶管理装置であって、各物理ページご
とにそのページのサイズを選択するページサイズ選択手
段と、この選択された物理ページのサイズを処理しよう
とするデータ量に応じて変更するページサイズ変更手段
とを備えていることを特徴とするものである。
【００２４】従って、ページごとにサイズを設定した各
物理ページは、処理しようとするデータ量に応じてサイ
ズを変更することができるので、物理ページの大きさの
適切な管理を可能とすることができる。
物理ページは、処理しようとするデータ量に応じてサイ
ズを変更することができるので、物理ページの大きさの
適切な管理を可能とすることができる。
【００２５】請求項６に記載の発明は、ページサイズ変
更手段により、使用している物理ページのサイズが実行
中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きいサ
イズの物理ページに変更することを特徴とするものであ
る。
更手段により、使用している物理ページのサイズが実行
中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きいサ
イズの物理ページに変更することを特徴とするものであ
る。
【００２６】従って、使用している物理ページのサイズ
が実行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大
きいサイズの物理ページに変更することで、実行中のプ
ログラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必
要とするときでも必要なメモリ量を確保することができ
る。
が実行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大
きいサイズの物理ページに変更することで、実行中のプ
ログラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必
要とするときでも必要なメモリ量を確保することができ
る。
【００２７】請求項７に記載の発明は、ページサイズ変
更手段により、共有されている物理ページに書き込みア
クセスがあったときには、この物理ページをより小さな
サイズの複数の物理ページに変更することを特徴とする
ものである。
更手段により、共有されている物理ページに書き込みア
クセスがあったときには、この物理ページをより小さな
サイズの複数の物理ページに変更することを特徴とする
ものである。
【００２８】従って、複数のプログラムなどに共有され
ている物理ページに書き込みアクセスがあったときに、
この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ページ
に変更することで、変更後の複数の物理ページのうち、
変更を要するページのみにライト権限を与え、ほかのペ
ージは共有のままとすることができる。
ている物理ページに書き込みアクセスがあったときに、
この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ページ
に変更することで、変更後の複数の物理ページのうち、
変更を要するページのみにライト権限を与え、ほかのペ
ージは共有のままとすることができる。
【００２９】請求項８に記載の発明は、主記憶の記憶容
量に応じて物理ページのサイズごとに設けられた物理ア
ドレスを管理するための管理テーブルと、物理ページの
使用、未使用の管理は前記各管理テーブルを連動させて
行う管理テーブル連動手段とを備えていることを特徴と
するものである。
量に応じて物理ページのサイズごとに設けられた物理ア
ドレスを管理するための管理テーブルと、物理ページの
使用、未使用の管理は前記各管理テーブルを連動させて
行う管理テーブル連動手段とを備えていることを特徴と
するものである。
【００３０】従って、物理アドレスを管理する管理テー
ブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ページのサイズご
とに用意し、物理ページの使用、未使用の管理は各管理
テーブルを連動させて行うことができるので、各管理テ
ーブルのエントリの状態により各ページサイズごとの使
用状況を知り、プログラム実行時での必要なメモリサイ
ズにより各サイズの各ページを割り当てることができ
る。
ブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ページのサイズご
とに用意し、物理ページの使用、未使用の管理は各管理
テーブルを連動させて行うことができるので、各管理テ
ーブルのエントリの状態により各ページサイズごとの使
用状況を知り、プログラム実行時での必要なメモリサイ
ズにより各サイズの各ページを割り当てることができ
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】図１に示すように、この発明の一
実施の形態を示す電子計算機システム１は、ＣＰＵ２と
メモリ３（主記憶）が、少なくともシステムバス４で接
続されている。そして外部インターフェイス５を介して
ハードディスク６（補助記憶）やネットワーク７などと
接続することが可能な構成である。
実施の形態を示す電子計算機システム１は、ＣＰＵ２と
メモリ３（主記憶）が、少なくともシステムバス４で接
続されている。そして外部インターフェイス５を介して
ハードディスク６（補助記憶）やネットワーク７などと
接続することが可能な構成である。
【００３２】ＣＰＵ２には、メモリ管理ユニット（以
下、「ＭＭＵ」という）８（ページサイズ選択手段、ペ
ージサイズ変更手段）が搭載され、このＭＭＵ８はＴＬ
Ｂ９を備えている。そして、メモリ３とハードディスク
６などの補助記憶との間のデータのやりとりを仮想アド
レス空間をページ単位に分けることで行うページング方
式を用いた仮想記憶方式を採用している。
下、「ＭＭＵ」という）８（ページサイズ選択手段、ペ
ージサイズ変更手段）が搭載され、このＭＭＵ８はＴＬ
Ｂ９を備えている。そして、メモリ３とハードディスク
６などの補助記憶との間のデータのやりとりを仮想アド
レス空間をページ単位に分けることで行うページング方
式を用いた仮想記憶方式を採用している。
【００３３】プログラムの起動時および実行時にはメモ
リ領域が要求されるわけであるが、ＭＭＵ８は、ここで
要求されるメモリ領域に応じた種々のサイズのページ
を、ハードウエア構成により定まる複数のページに変更
して物理ページを確保する。
リ領域が要求されるわけであるが、ＭＭＵ８は、ここで
要求されるメモリ領域に応じた種々のサイズのページ
を、ハードウエア構成により定まる複数のページに変更
して物理ページを確保する。
【００３４】ここで、ハードウエア構成により定まるペ
ージサイズとは、ＴＬＢ９のサポートにより仮想アドレ
スから物理アドレスへ変換する際の物理ページのサイズ
である。これは、例えば１ページのサイズが４ＫＢ、１
６ＫＢ、６４ＫＢ、２５６ＫＢ、１ＭＢ、４ＭＢ、１６
ＭＢの７通りをサポートするようにすることなどが可能
であるが、以下では説明の簡略化のために４ＫＢ、６４
ＫＢ、１ＭＢ、１６ＭＢの４通りをサポートしている例
をもって説明する。
ージサイズとは、ＴＬＢ９のサポートにより仮想アドレ
スから物理アドレスへ変換する際の物理ページのサイズ
である。これは、例えば１ページのサイズが４ＫＢ、１
６ＫＢ、６４ＫＢ、２５６ＫＢ、１ＭＢ、４ＭＢ、１６
ＭＢの７通りをサポートするようにすることなどが可能
であるが、以下では説明の簡略化のために４ＫＢ、６４
ＫＢ、１ＭＢ、１６ＭＢの４通りをサポートしている例
をもって説明する。
【００３５】この４通りのサイズのページをもつことの
できるハードウエア構成において、ＭＭＵ８は、物理メ
モリの管理テーブルを各ページサイズごとに用意する
（図２参照）。例えば、全体で３２ＭＢのメモリサイズ
を持つハードウエア構成であれば、ページサイズが４Ｋ
Ｂのものでは管理テーブル数を８１９２エントリ、６４
ＫＢのものでは５１２エントリ、１ＭＢのものでは３２
エントリ、１６ＭＢのものでは２エントリをそれぞれ用
意している。これら各ページサイズに対応した各エント
リは、対応する物理ページの使用中、不使用中を示すフ
ラグを備えている。
できるハードウエア構成において、ＭＭＵ８は、物理メ
モリの管理テーブルを各ページサイズごとに用意する
（図２参照）。例えば、全体で３２ＭＢのメモリサイズ
を持つハードウエア構成であれば、ページサイズが４Ｋ
Ｂのものでは管理テーブル数を８１９２エントリ、６４
ＫＢのものでは５１２エントリ、１ＭＢのものでは３２
エントリ、１６ＭＢのものでは２エントリをそれぞれ用
意している。これら各ページサイズに対応した各エント
リは、対応する物理ページの使用中、不使用中を示すフ
ラグを備えている。
【００３６】また、ページサイズごとの４つの管理テー
ブルは互いに連動している。すなわち、ある物理アドレ
スを使用した場合に、この物理アドレスに対応している
４つの管理テーブルすべてに使用中のフラグを設定し、
逆に、ある物理アドレスを不使用とした場合にはすべて
の管理テーブルに不使用中のフラグを設定することによ
り、各管理テーブルを互いに連動させている。
ブルは互いに連動している。すなわち、ある物理アドレ
スを使用した場合に、この物理アドレスに対応している
４つの管理テーブルすべてに使用中のフラグを設定し、
逆に、ある物理アドレスを不使用とした場合にはすべて
の管理テーブルに不使用中のフラグを設定することによ
り、各管理テーブルを互いに連動させている。
【００３７】次に、上記構成による電子計算機システム
１の動作について説明する。
１の動作について説明する。
【００３８】前記のとおり、物理ページの各サイズに対
応した４つの管理テーブルは互いに連動していて、例え
ば、物理メモリのアドレス０ｘ２０００から０ｘ４００
０まで使用した場合、図２に示す斜線部分のエントリが
使用中となり、それを示すフラグが各ページサイズに対
応したエントリに設定される。そのため、各エントリの
状態をみることにより、各ページサイズごとの物理メモ
リの使用状況がわかるので、ＣＰＵ２は、プログラム実
行時における必要なメモリ容量の大きさにより、いずれ
かのサイズに設定されている物理ページを選択して割り
当てることができる。
応した４つの管理テーブルは互いに連動していて、例え
ば、物理メモリのアドレス０ｘ２０００から０ｘ４００
０まで使用した場合、図２に示す斜線部分のエントリが
使用中となり、それを示すフラグが各ページサイズに対
応したエントリに設定される。そのため、各エントリの
状態をみることにより、各ページサイズごとの物理メモ
リの使用状況がわかるので、ＣＰＵ２は、プログラム実
行時における必要なメモリ容量の大きさにより、いずれ
かのサイズに設定されている物理ページを選択して割り
当てることができる。
【００３９】ところで、プログラムの起動時には必要な
かったが、プログラムの実行中により大きなメモリ容量
が必要となる場合がある。例えば、一般に大きなメモリ
が必要である画像データを扱うために、現在使用中のも
のより大きな物理ページに変更したい場合などである。
これは前記したように、ＴＬＢ９のエントリに入りきら
ないためにＴＬＢ９のミスヒットが頻繁に発生するのを
防止するためである。例えば、データ領域として物理メ
モリのアドレスにおいて０ｘ１０００００から０ｘ１０
３０００までの１２ＫＢのメモリ容量を使用していたと
する。この後、新たに５２ＫＢの領域を使用したい場
合、ＣＰＵ２は、０ｘ１０３０００から０ｘ２００００
０までが未使用であるか確認し、未使用であれば使用中
とする。また、このとき４ＫＢ単位でのテーブル管理で
は効率が悪いため、６４ＫＢ単位のページに変更する。
これによりＴＬＢ９のヒット率を向上させることができ
る。
かったが、プログラムの実行中により大きなメモリ容量
が必要となる場合がある。例えば、一般に大きなメモリ
が必要である画像データを扱うために、現在使用中のも
のより大きな物理ページに変更したい場合などである。
これは前記したように、ＴＬＢ９のエントリに入りきら
ないためにＴＬＢ９のミスヒットが頻繁に発生するのを
防止するためである。例えば、データ領域として物理メ
モリのアドレスにおいて０ｘ１０００００から０ｘ１０
３０００までの１２ＫＢのメモリ容量を使用していたと
する。この後、新たに５２ＫＢの領域を使用したい場
合、ＣＰＵ２は、０ｘ１０３０００から０ｘ２００００
０までが未使用であるか確認し、未使用であれば使用中
とする。また、このとき４ＫＢ単位でのテーブル管理で
は効率が悪いため、６４ＫＢ単位のページに変更する。
これによりＴＬＢ９のヒット率を向上させることができ
る。
【００４０】ある物理ページを複数のプログラムが共有
している場合、例えば、６４ＫＢの物理ページを共有し
ていて、この共有ページはリードオンリーであるとす
る。このとき、当該物理ページを共有しているいずれか
のプログラムに基づいて共有ページの一部を変更しよう
とした場合にはフォールトが起きる。一般には、このよ
うな場合、共有ページをまるごとコピーし、新しいペー
ジにライト権限を与えることで対処している。
している場合、例えば、６４ＫＢの物理ページを共有し
ていて、この共有ページはリードオンリーであるとす
る。このとき、当該物理ページを共有しているいずれか
のプログラムに基づいて共有ページの一部を変更しよう
とした場合にはフォールトが起きる。一般には、このよ
うな場合、共有ページをまるごとコピーし、新しいペー
ジにライト権限を与えることで対処している。
【００４１】しかし、複数サイズのページがサポートさ
れている本システムでは、６４ＫＢの共有ページを、例
えば、４ＫＢのページに分割し、この分割後に変更を要
するページのみにライト権限を与え、その他のページは
共有状態のままとする。なお、この変更にともなう物理
ページの管理テーブルにおける使用中を示すフラグの変
更はない。
れている本システムでは、６４ＫＢの共有ページを、例
えば、４ＫＢのページに分割し、この分割後に変更を要
するページのみにライト権限を与え、その他のページは
共有状態のままとする。なお、この変更にともなう物理
ページの管理テーブルにおける使用中を示すフラグの変
更はない。
【００４２】以上の説明から明らかなように、上記電子
計算機システム１によれば、実行中のプログラムが予想
以上に大きなメモリ容量を使用する場合には、より大き
な物理メモリに変更し、また、コピーオンライトのよう
な場合には、メモリ容量の使用率の無駄を省くことがで
きるので、メモリ資源の効率化を図ることができる。
計算機システム１によれば、実行中のプログラムが予想
以上に大きなメモリ容量を使用する場合には、より大き
な物理メモリに変更し、また、コピーオンライトのよう
な場合には、メモリ容量の使用率の無駄を省くことがで
きるので、メモリ資源の効率化を図ることができる。
【００４３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、ページごとに
サイズを設定した各物理ページは、処理しようとするデ
ータ量に応じてサイズを変更することができるので、物
理ページの大きさの適切な管理を可能とすることがで
き、これにより限られたメモリ資源の有効活用、およ
び、メモリアクセスの保護を充分に図ることができる。
サイズを設定した各物理ページは、処理しようとするデ
ータ量に応じてサイズを変更することができるので、物
理ページの大きさの適切な管理を可能とすることがで
き、これにより限られたメモリ資源の有効活用、およ
び、メモリアクセスの保護を充分に図ることができる。
【００４４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、使用している物理ページのサイズが実
行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きい
サイズの物理ページに変更することで、実行中のプログ
ラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必要と
するときでも必要なメモリ量を確保することができ、ま
た、データ処理の安定性を図ることができるようにする
ことができる。
の発明において、使用している物理ページのサイズが実
行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きい
サイズの物理ページに変更することで、実行中のプログ
ラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必要と
するときでも必要なメモリ量を確保することができ、ま
た、データ処理の安定性を図ることができるようにする
ことができる。
【００４５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、複数のプログラムなどに共有
されている物理ページに書き込みアクセスがあったとき
に、この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ペ
ージに変更することで、変更後の複数の物理ページのう
ち、変更を要するページのみにライト権限を与え、ほか
のページは共有のままとすることができるので、コピー
オンライトのような場合のメモリ使用率の無駄を省き、
また、データ処理の高速化を図ることができる。
２に記載の発明において、複数のプログラムなどに共有
されている物理ページに書き込みアクセスがあったとき
に、この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ペ
ージに変更することで、変更後の複数の物理ページのう
ち、変更を要するページのみにライト権限を与え、ほか
のページは共有のままとすることができるので、コピー
オンライトのような場合のメモリ使用率の無駄を省き、
また、データ処理の高速化を図ることができる。
【００４６】請求項４に記載の発明は、請求項１、２、
３のいずれかに記載の発明において、物理アドレスを管
理する管理テーブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ペ
ージのサイズごとに用意し、物理ページの使用、未使用
の管理は各管理テーブルを連動させて行うことができる
ので、各管理テーブルのエントリの状態により各ページ
サイズごとの使用状況を知り、プログラム実行時での必
要なメモリサイズにより各サイズの各ページを割り当て
ることができ、もって、限られたメモリ資源の有効活
用、および、メモリアクセスの保護を充分に図ることが
できる。
３のいずれかに記載の発明において、物理アドレスを管
理する管理テーブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ペ
ージのサイズごとに用意し、物理ページの使用、未使用
の管理は各管理テーブルを連動させて行うことができる
ので、各管理テーブルのエントリの状態により各ページ
サイズごとの使用状況を知り、プログラム実行時での必
要なメモリサイズにより各サイズの各ページを割り当て
ることができ、もって、限られたメモリ資源の有効活
用、および、メモリアクセスの保護を充分に図ることが
できる。
【００４７】請求項５に記載の発明は、ページごとにサ
イズを設定した各物理ページは、処理しようとするデー
タ量に応じてサイズを変更することができるので、物理
ページの大きさの適切な管理を可能とすることができ、
これにより限られたメモリ資源の有効活用、および、メ
モリアクセスの保護を充分に図ることができる。
イズを設定した各物理ページは、処理しようとするデー
タ量に応じてサイズを変更することができるので、物理
ページの大きさの適切な管理を可能とすることができ、
これにより限られたメモリ資源の有効活用、および、メ
モリアクセスの保護を充分に図ることができる。
【００４８】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、使用している物理ページのサイズが実
行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きい
サイズの物理ページに変更することで、実行中のプログ
ラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必要と
するときでも必要なメモリ量を確保することができ、ま
た、データ処理の安定性を図ることができるようにする
ことができる。
の発明において、使用している物理ページのサイズが実
行中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きい
サイズの物理ページに変更することで、実行中のプログ
ラムなどが主記憶のメモリ空間の量を予想以上に必要と
するときでも必要なメモリ量を確保することができ、ま
た、データ処理の安定性を図ることができるようにする
ことができる。
【００４９】請求項７に記載の発明は、請求項５または
６に記載の発明において、複数のプログラムなどに共有
されている物理ページに書き込みアクセスがあったとき
に、この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ペ
ージに変更することで、変更後の複数の物理ページのう
ち、変更を要するページのみにライト権限を与え、ほか
のページは共有のままとすることができるので、コピー
オンライトのような場合のメモリ使用率の無駄を省き、
また、データ処理の高速化を図ることができる。
６に記載の発明において、複数のプログラムなどに共有
されている物理ページに書き込みアクセスがあったとき
に、この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ペ
ージに変更することで、変更後の複数の物理ページのう
ち、変更を要するページのみにライト権限を与え、ほか
のページは共有のままとすることができるので、コピー
オンライトのような場合のメモリ使用率の無駄を省き、
また、データ処理の高速化を図ることができる。
【００５０】請求項８に記載の発明は、請求項５、６、
７のいずれかに記載の発明において、物理アドレスを管
理する管理テーブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ペ
ージのサイズごとに用意し、物理ページの使用、未使用
の管理は各管理テーブルを連動させて行うことができる
ので、各管理テーブルのエントリの状態により各ページ
サイズごとの使用状況を知り、プログラム実行時での必
要なメモリサイズにより各サイズの各ページを割り当て
ることができ、もって、限られたメモリ資源の有効活
用、および、メモリアクセスの保護を充分に図ることが
できる。
７のいずれかに記載の発明において、物理アドレスを管
理する管理テーブルを主記憶の記憶容量に応じて物理ペ
ージのサイズごとに用意し、物理ページの使用、未使用
の管理は各管理テーブルを連動させて行うことができる
ので、各管理テーブルのエントリの状態により各ページ
サイズごとの使用状況を知り、プログラム実行時での必
要なメモリサイズにより各サイズの各ページを割り当て
ることができ、もって、限られたメモリ資源の有効活
用、および、メモリアクセスの保護を充分に図ることが
できる。
【図１】この発明の一実施の形態を示す電子計算機シス
テムのブロック図である。
テムのブロック図である。
【図２】この発明の一実施の形態を示す物理メモリ管理
テーブルを説明する図である。
テーブルを説明する図である。
１ 電子計算機システム ２ ＣＰＵ ３ メモリ（主記憶） ６ ハードディスク（補助記憶） ８ ＭＭＵ（ページサイズ選択手段、ページサイズ変更
手段） ９ ＴＬＢ
手段） ９ ＴＬＢ
Claims (8)
- 【請求項１】 主記憶と補助記憶との間のデータのやり
とりを仮想アドレス空間をページ単位に分けることで行
うページング方式の仮想記憶方式を用い、各物理ページ
ごとにそのページのサイズを選択して行うデータ処理に
つき、この選択された物理ページのサイズを処理しよう
とするデータ量に応じて変更することを特徴とする主記
憶管理方法。 - 【請求項２】 使用している物理ページのサイズが実行
中のデータ処理の必要に対して小さいときは、大きいサ
イズの物理ページに変更することを特徴とする請求項１
に記載の主記憶管理方法。 - 【請求項３】 共有されている物理ページに書き込みア
クセスがあったときには、この物理ページをより小さな
サイズの複数の物理ページに変更することを特徴とする
請求項１または２に記載の主記憶管理方法。 - 【請求項４】 物理アドレスを管理する管理テーブルを
主記憶の記憶容量に応じて物理ページのサイズごとに用
意し、物理ページの使用、未使用の管理は前記各管理テ
ーブルを連動させて行うことを特徴とする請求項１、
２、３のいずれかに記載の主記憶管理方法。 - 【請求項５】 主記憶と補助記憶との間のデータのやり
とりを仮想アドレス空間をページ単位に分けることで行
うページング方式の仮想記憶方式を用いたデータ処理を
行う電子計算機システムの主記憶を管理する主記憶管理
装置であって、 各物理ページごとにそのページのサイズを選択するペー
ジサイズ選択手段と、 この選択された物理ページのサイズを処理しようとする
データ量に応じて変更するページサイズ変更手段とを備
えていることを特徴とする主記憶管理装置。 - 【請求項６】 ページサイズ変更手段により、使用して
いる物理ページのサイズが実行中のデータ処理の必要に
対して小さいときは、大きいサイズの物理ページに変更
することを特徴とする請求項５に記載の主記憶管理装
置。 - 【請求項７】 ページサイズ変更手段により、共有され
ている物理ページに書き込みアクセスがあったときに
は、この物理ページをより小さなサイズの複数の物理ペ
ージに変更することを特徴とする請求項５または６に記
載の主記憶管理装置。 - 【請求項８】 主記憶の記憶容量に応じて物理ページの
サイズごとに設けられた物理アドレスを管理するための
管理テーブルと、 物理ページの使用、未使用の管理は前記各管理テーブル
を連動させて行う管理テーブル連動手段とを備えている
ことを特徴とする請求項５、６、７のいずれかに記載の
主記憶管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9093883A JPH10289153A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 主記憶管理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9093883A JPH10289153A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 主記憶管理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10289153A true JPH10289153A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=14094885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9093883A Pending JPH10289153A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 主記憶管理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10289153A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007193798A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 仮想メモリ・ページサイズ間に実メモリを自動的に分散させる方法およびシステム |
| JP2011022790A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 情報処理装置及び情報処理プログラム |
| JP2012185609A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Sony Corp | 仮想メモリシステム、仮想メモリの制御方法、およびプログラム |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP9093883A patent/JPH10289153A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007193798A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 仮想メモリ・ページサイズ間に実メモリを自動的に分散させる方法およびシステム |
| JP2011022790A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 情報処理装置及び情報処理プログラム |
| JP2012185609A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Sony Corp | 仮想メモリシステム、仮想メモリの制御方法、およびプログラム |
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