JPS58175188A - メモリ管理方式 - Google Patents

メモリ管理方式

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JPS58175188A
JPS58175188A JP57050433A JP5043382A JPS58175188A JP S58175188 A JPS58175188 A JP S58175188A JP 57050433 A JP57050433 A JP 57050433A JP 5043382 A JP5043382 A JP 5043382A JP S58175188 A JPS58175188 A JP S58175188A
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JP
Japan
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partition
swap
task
memory
segment
Prior art date
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JP57050433A
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Takashi Nishijima
西嶋 貴史
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Panafacom Ltd
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Panafacom Ltd
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 惺ap<λ酋」Lt団 本発明は、メモリ上でのタスクの動作領域管理方式に関
し、特に動作領域を獲得するための効率的なメモリの使
用とスワツピング制御とを行なうメモリ管理方式に関す
る。
炙乳旦11 従来、複数の非常駐タスクの動作領域(以下パーティシ
ョンと呼ぶ)の合計が、物理的な主記憶容量を超えた場
合、ディスク装置に獲得した退避領域(以下スワップフ
ァイルと呼ぶ)との間で、スワツピングを行なう方法を
とることがある。CPUマツピングレジスタ(以下CP
Uマツプと呼ぶ)及びDMAマツピングレジスタ(以下
DMAマツプと呼ぶ)を持つ電子計算機システムでは、
このとき、パーティションを、物理的な主記憶上では不
連続順不同の配置を可能にし、他方、スワップファイル
上では、連続順不同に配置する事により、主記憶のスペ
ース効率を向上させるとともに、スワツピングの負荷を
減らすことができる。
ここで、CPUマツプは、CPUの用いる論理アドレス
空間と物理メモリ空間とを、セグメント単位(たとえば
2KB)で対応づけるものであり、また、DMAマツプ
は、物理メモリと外部記憶との間で、DMA転送を行な
う際に、外部記憶装置の接続されたチャネルの用いる論
理アドレス空間と物理メモリ空間とを、セグメント単位
で対応づけるものである。第1図は、その機能を具体例
によね概要的に示したものである。図中、1はCPU、
2は物理メモリ、3はスワップファイルをもつ外部メモ
リ、4はCPUマツプ、5はDMAマツプである。
発明の目的および構成 本発明の目的は、上述したように、物理メモリ上のパー
ティションを、各タスクについて不連続領域を連結した
形で獲得することを可能にするとともに、効率的なスワ
ツピングを行なわせるための手段を提供することを目的
とするものである。
本発明はそのための構成としてCPUと、タスクのパー
ティションが置かれるメモリと、パーティションがセグ
メント単位で退避されるスワップファイルとCPUマツ
ピングレジスタと、DMAマツピングレジスタとをそな
えたデータ処理装置において、タスク毎に、パーティシ
ョンの各セグメントが置かれているメモリおよびスワッ
プファイル上の位置情報と、該セグメントがメモリおよ
びスワップファイルのいずれに存在するか、双方に存在
するか、転送中か、更新中かの状態を示す管理情報とを
有するパーティション管理手段をそなえ、セグメントの
スワツピングが要求されたとき、該パーティション管理
手段中の情報にしたがってスワツピング対象セグメント
を選択[7、上記DMAマツピングレジスタを使用して
上記メモリとスワップファイルとの間でスワツピングを
実行することを特徴とするものである。
発明の実施例 第2図は、本発明実施例システムの構成図である。図に
おいて、1はCPU、2は物理メモリ、3はスワップフ
ァイル、4はCPUマツプ、5はDMAマツプ、6はメ
モリシステム、7はタスク制御部、8はタスク、9はパ
ーティション管理部、10はスワップ制御部、11はチ
ャネルを示す。
タスク制御部7はたとえばディスパッチャであり、使用
可能なタスク8の実行、を管理制御する。
各タスク8の各々は、それぞれパーティション管理部9
をもち、自己のパーティションを構成する各セグメン)
PAについて、物理メモリ2およびスワップファイル3
上でのその有無および内容の更新性あるいは転送中など
の状態と格納位置とを、テーブルで管理する。
スワップ制御部10は、タスク8の実行に必要な物理メ
モリの領域獲得を管理する。そのため、ノ(−ティジョ
ン管理部9にある各タスクの)く−テイション情報を参
照して、物理メモリ2とスワップファイル3との間で、
適切なセグメントのスワップインあるいはスワップアウ
トを制御する0任意の1つのタスクのパーティションに
属するセグメント、たとえば8セグメントは、物理メモ
リ2上に不連続に配置されて龜よい。単一のノ(−ティ
ジョンとしての連結は、各タスク毎の)(−ティジョン
管理部9の管理テーブルにより管理される。
IIcパーティション管理部9は、後述する方法で、セ
グメントの状態をランク付けることにより、最適のスワ
ップ対象セグメントを選択することを可能にする。また
スワップファイル上の各)(−ティジョン毎の退避領域
において、セグメントをランク順に格納することができ
るため、スワップファイル内の連続領域に対する複数セ
グメントのスワップ処理を行う場合DMAマツプ5を使
用するDMA転送を効果的に利用できる。
第3図は、本実施例における)く−ティジョン管理部の
機能説明図である。図において、2は物理メモリ、4は
CPUマツプ、5はDMAマツプ、9はパーティション
管理部、12乃至14はノ(−ティジョン管理部を構成
する管理テーブルでおり、12はcPUマツプテーブル
、13はスワップファイルマツプテーブル、14は管理
区分テーブルを示す。
CPUマツプテーブル12は、各タスクA、B。
C毎に設けられ、それぞれのパーティションセグメント
P1、P2、・・・旦、・・・環の、物理メモリ2上で
の位置PA7を示す。
スワップファイルマツプテーブル13#′i、同様にタ
スクASB、C毎に設けられる。テーブルI3は、それ
ぞれスワップファイル上での位置F AI、F AI。
・・・、FA、について、そこに退避されているセグメ
ン)Pz、ζ、・・・P□について、テーブル12でそ
れを参照するためのポインタを格納している。
管理区分ポインタ14は、前述したパーティションセグ
メントの状態ランクを夏、II、■、■の4段階に分け
てスワップを管理するもので、テーブル13をランク毎
に区分するための境界を示すポインタでおる。なお、ポ
インタNは、テーブル13の未使用領域の先頭位置を指
示するポインタである。
次に、本発明のパーティション管理の基礎となるパーテ
ィション・セグメントの状態遷移について説明する。
第4図は、CPUにより処理される1つのタスク(タス
クAとする)のパーティションの状態を示す。図におい
て、15は論理アドレスLAをもっスPAをもつ物理メ
モリ、3はファイルアドレスFAをもつスワップファイ
ルを示す。
タスクAが必要とするパーティションは、論理アドレス
LA=1.2、・・・8をもつ8個のセグメントPis
 Pl、・・・Psで構成される。図示の状態は、タス
クAのセグメントp、、 Pl、P4、P−1P7、P
lが物理メモリ2上に存在しており、同時に、セグメ7
 ) PI、 Ps、Pl1、Pgが、スワップファイ
ル上にスワップされていることを示す。なお、図中の斜
線部分は、未使用領域を表わしている。
パーティションの各々のセグメント之の状態は、物理メ
モリ2あるいはスワップファイル3における存在の有無
、およびセグメントの動的状態にしたがって、第5図に
示す6通りに分類される。
状粋番号1は、セグメント&が、物理メモリ2の物理的
アドレスPA/に存在する場合を示し、状態番号2は、
セグメントP、が、P〜に存在しかつスワップファイル
3のファイルアドレスFA4に転送、すなわちスワップ
アウトされている場合を示す。状態番号3は、旦がP〜
とFA4の両方に存在していることを示す。状態番号4
は、PlがP〜とFA4とに存在しているが、P〜はよ
り高い優先度をもつ他のタスクのセグメントにより壊さ
れつつある場合゛を示す。状態番号5は、PlがFA4
にのみ存在している場合を示す。状態番号6は、城がF
入に存在し、かつP〜に転送、すなわちスワップインさ
“九つつちる場合を示す。
上述した6通りのセグメント状態は、相互に一定の論理
的関係をもってお沙、処理状態の変化があった場合の遷
移先は、一義的に定まる。
第6図は、このようなセグメントP□の状態遷移関係を
示す。たとえば、現在烏が、P〜とFA4の両方に存在
している状態番号3の状態にあゑとき、自タスク人が実
行され、その結果賃の内容が更新され九場合には、F入
のセグメントは旧データと化して、使用が禁止されるか
ら、状態番号1に遷移することになる。
次の例として、烏が状態番号1で示す状態にあり、P〜
にのみ存在している場合、他の優先度の高いタスクによ
るメモリ使用要求のた、め1.P〜がスワップアウト対
象となったとき、状態番号2に遷移する。
本発明は、このような状態遷移関係を、第5図の管理区
分欄に示す、I、 II、■、■の4つの状態番号区分
を用いて管理し、最適スワツピング制御を行なう。管理
区分■はスワップファイルにのみ正しいセグメントP□
が存在する状態番号4.5.6の場合をまとめたもので
ある。
第7図は、第3図で述べた本発明の実施例において使用
されるパーティション管理テーブルの動作例を示す。パ
ーティション管理テーブルは、CPUマツプテーブル、
スワップファイルマツプテーブル、管理区分ポインタで
構成される。図においで、12はCPUマツプテーブル
であり、CPUマツプに設定する内容である物理アドレ
スPAが格納される。13はスワップファイルマツプテ
ーブルであり、CPUマツプテーブル12のアドレスが
格納されている。このテーブル13内は、前述した管理
区分毎の領域が、上位アドレスから区分■、■、■、■
の順に配列されている。これらの区分は、各区分の先頭
及び区分■の最終位置の次の位置すなわち未使用領域の
先頭を示す管理区分ポインタ14により区別される。
CPUマツプテーブル12は、パーティション・セグメ
ントP1乃至P8が格納されている物理メモリのアドレ
スを示すものである。したがって、図のセグメン) P
sおよびP6の位置が無効表示であることは、物理メモ
リ2に、セグメントP3とP6とが存在17ていないこ
と、あるいは破壊されているか転送中であるため使用不
能であることを意味する。
この状態は、スワップファイルマツプテーブル13中に
あるテーブル12を厩照するポインタが、区分■に属す
るものであることにより識別される。
以下に、メモリ管理テーブルを使用した実施9J方式に
ついて駅間する。
タスクAは壓4図に示す様なパーティションの状態にあ
って、実行要求待ち、すなわちCPUによる処理サービ
スを待っているものとする。このときのタスクAのメモ
リ管理テーブルを第8図に示す0 タスクAを実行させるには、物理メモリ2上に抜けてい
るセグメントP2、P、を、FA=1.2がらスワップ
インして、タスクAのパーティションを完成する必要が
ある。このため、2セグメント分の物理メモリを、空メ
モリ、或いは他タスクのPAが壊されても支障のない区
分■に分類される物理メモリから獲得する。このとき、
そのような物理メモリが無かった場合には、他タスクを
スワップアウトすることになる。しかし、ここではその
ような物理メモリが見出されたものとする。この場合、
PA=1.6が獲得されたものとするとFA=1.2は
、ここにスワップインされることになる。このとき、D
MAマツプを使用することにより、第9図に示すように
、1回のIO動作でこれを行うことができる。スワップ
インの開始によって、Ps、pgは状態5から6へと移
り、スワップインが終了すると6から3へと移る。この
ときのメモリ管理テーブルを第10図に示す。タスクA
K実行権が渡ると、物理メモリ上のセグメントの内容は
更新されるので、スワップファイル中の対応セグメント
は旧データ化し、全てのセグメントは区分Iになる。
次に、スワップアウトされる場合を考える。タスクAは
第4図の様なパーティションの状態で事象待ちであった
ものとする。メモリ管理テーブルは、第8図に示したも
のと同じである。このとき、別のタスクBを動かすため
に、必要なメモリをタスクAから獲得することになった
とする。必要なセグメント数が2枚以下であれば、区分
■のPs、Psを(1枚ならばスワップファイルマツプ
テーブル上で上位アドレスVCあるPsを)直ちに使用
する03枚以上であれば区分Iのセグメントをスワップ
アウトすることになる。例えば4枚必要とすると、第8
図のスワップファイルマツプテーブルの区分Iを上位ア
ドレスから調べ、スワップアウトできるセグメントを2
枚選ぶ。P4とP−をスワップアウトすることになった
場合、この2枚は、状態1から2へ移る。このときのメ
モリ管理テーブルを第11図に示す。このときのスワッ
プアウトされるスワップファイルのアドレスは、第4図
のFA=5.6となる。これは、第11図のスワップフ
ァイルマツプテーブルの区分■の位置が、スワップファ
イルのアドレスFAに対応していることから容易に求め
ることができる。第9図はDMAマツプを用い九P4、
PMのスワップアウト様子を示す。
スワップアウトが終了すると、P4、pHの状態は、2
から3へ移る。このときのメモリ管理テーブルを第13
図に示す。これで、タスクBのためのメモリが4枚獲得
できたことになり、タスク人の区分■のメモリ (PA
=II、3.4.10)に、スワップインを開始する。
このときのタスク人のメモリ管理テーブルは、第14図
のようになる。
以上述べたメモリ管理テーブルは、各タスク毎に必要と
なるが、パーティションの1つのセグメントに置き、ス
ワツピングの対象とすることができる。
itmcと1! 本発明方式では、各タスク毎に有するCPUマツブテー
ブルにより、パーティションセグメントを物理メモリ上
で連続させずに配置することが可能である為に、スワッ
プインのとき、従来のように連続した物理メモリ領域は
必要としない。またセグメント毎の状態を、4つのラン
クの区分で識別し、管理を行うことにより、たとえば、
他タスクに自タスクの使用メモリ領域を譲る場合などで
、すでにスワップファイルに同じセグメントが退避され
ているのに、再びスワップアウトするような無用なスワ
ップイン、スワップアウト動作を省略することができる
。更に、パーティションの自動増加や縮小なども、メモ
リのコピーなどを行なわずに容易に実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のメモリ管理システムの説明図、第2図は
本発明実施例方式の説明図、第3図はそのパーティショ
ン管理部の説明図、第4図は1つのパーティションのセ
グメント状態の例を示す説明図、第5図はセグメントの
とりうる状態を示す説明図、第6図はセグメント状態の
遷移図、第7図乃至第14図は実施例動作の説明図であ
る。 図中ぐ2は物理メモリ、4はCPU’マツプ、9はパー
ティション管理部、12はCPUマツプテーブル、13
はスワップファイルマツプテーブル、14は管理区分ポ
インタを示す。 特許出願人パナファコム株式会社 代理人弁理士長 谷 川 文 廣 、(外1名) 才1m −1z層 P4m j −マ オ7刀 >8膓 す9図 才11肥

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CPUと、タスクのパーティションが置かれるメモリと
    、パーティションがセグメント単位で退避されるスワッ
    プファイルと、CP Uマツピングレジスタと、DMA
    マツピングレジスタとをそなえたデータ処理装置におい
    て、タスク毎に、パーティションの各セグメントが置か
    れているメモリおよびスワップファイル上の位置情報と
    、該セグメントがメモリおよびスワップファイルのいず
    れに存在するか、双方に存在するか、転送中が、更新中
    かの状態を示す管理情報とを有するパーティション管理
    手段をそなえ、セグメントのスワツピングが要求された
    とき、骸パーティション管理手段中の情報にしたがって
    スワツピング対象セグメントを選択し、上記DMAマツ
    ピングレジスタを使用して上記メモリとスワップファイ
    ルとの間でスワツピングを実行することを特徴とするメ
    モリ管理方式。
JP57050433A 1982-03-29 1982-03-29 メモリ管理方式 Granted JPS58175188A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57050433A JPS58175188A (ja) 1982-03-29 1982-03-29 メモリ管理方式

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JPS58175188A true JPS58175188A (ja) 1983-10-14
JPS612982B2 JPS612982B2 (ja) 1986-01-29

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JP57050433A Granted JPS58175188A (ja) 1982-03-29 1982-03-29 メモリ管理方式

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8593654B2 (en) 2007-10-03 2013-11-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Setting a partition size for a print job
US10711914B2 (en) 2016-03-24 2020-07-14 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Tilting armature valve and method of producing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8593654B2 (en) 2007-10-03 2013-11-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Setting a partition size for a print job
US10711914B2 (en) 2016-03-24 2020-07-14 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh Tilting armature valve and method of producing the same

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JPS612982B2 (ja) 1986-01-29

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