JPH0119183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マルチプログラミングで動作する仮
想記憶方式の情報処理システムにおけるワーキン
グセツトの管理方式の改良に関するものである。

マルチプログラミングで動作する仮想記憶方式
の情報処理システムにおいては、主記憶上の各プ
ログラムに対して、いかに主記憶ページを割当て
るかが問題となる。

各プログラムに割当てるべき主記憶ページ数を
決定するための方式として、あるプログラムで、
一定時間内（これは、ウインドサイズと呼ばれ
る）に参照したページはそのプログラムのために
確保しておくといういわゆるワーキングセツト方
式が知られている。（以下WS方式とよぶ） WS方式を正確に実現しようとすると、主記憶
上のページが参照されるたびに、その参照された
時刻を最後に参照された時刻として記憶しておく
とともに主記憶上のページで、前記ウインドサイ
ズ以前の時刻が記録されているページを探し、こ
れをワーキングセツトから外し、空きページとし
て登録するという処理を行う必要があり、厳密な
WS管理は、管理オーバヘツドの点で非現実的で
あり、実際には次のようにして実現される。

即ち主記憶上の各ページに対するアクセスの行
われ方を管理するために各ページに対応した、参
照ビツトおよび参照カウンタが用意される。

参照ビツトは対応するページに対して主記憶ア
クセスが行われた時点でセツトされる。

一定のWS見直し契機毎に、WS見直し管理が
起動され、主記憶上の全ページについて前記参照
ビツトを調べ、これがオンの場合、即ち、対応す
るページに対して参照があつた場合には、参照カ
ウンタがリセツトされる。参照ビツトがオフの場
合には即ち、対応するページに対してアクゼスが
行われなかつた場合には、参照カウント値がカウ
ントアツプされる。参照カウント値が、ある値ｎ
よりも大きくなつた場合には即ちｎ周期の間参照
されず、ウインドサイズから外れた場合には、こ
のページは、これまで接続されていたワーキング
セツト枠から外し、不要ページとして、空きペー
ジプールに登録される。

プログラムの実行中に、ページフオルトが発生
した場合には空きページプールからページがとら
れ、これがプログラムに与えられることになる。
即ちプログラムに対応するワーキングセツト枠に
接続される。

この方式により、各プログラムに割当てられる
ページ数はそのプログラムの動作状況により、必
要に応じて、縮小、拡大されるので固定的にプロ
グラムにページを与える場合に比べて、主記憶を
有効に使うことが可能である。

一方、プログラムによつては、プログラムの作
成時、あるいは過去のプログラムの実行時のデー
タにより、その必要とするメモリ量が既知である
場合も多い。このような場合には、プログラムを
実行する毎に、その時点での必要メモリ量を計測
するワーキングセツト方式を必ずしも必要とせず
逆にワーキングセツト方式を適用した場合には、
この管理のためのオーバヘツドのために性能が低
下する場合がある。

本発明の目的は管理オーバヘツドの少い改良さ
れたワーキングセツト管理方式を提供することに
ある。

本発明は、ワーキングセツト情報が既知のプロ
グラムに対してはそのプログラムに与えるメモリ
量の最小値、最大値を指定するとともに、ワーキ
ングセツト見直しが不要である旨を指定できるよ
うにし、この指定のあるプログラムに対応するワ
ーキングセツト枠に対してはワーキングセツト見
直しを行わないようにすることにより、ワーキン
グセツト見直しのオーバヘツドを減少させようと
するものである。

次に、本発明の一実施例を説明するがこれに先
立ち従来行われているワーキングセツト管理方式
の実現例の概要を第１図により説明する。

ワーキングセツト（以下WSと略す）管理の実
現のために次の各テーブルが用意される。

WS制御ブロツク１（以下、WSCBと略す）
は、各WS管理の単位であるWS枠に属するペー
ジを管理するためのテーブルで、各WS枠毎に、
ここでは各プログラムを単位として、WSが管理
されるとしているので各プログラム毎にエントリ
ｉをもち、エントリｉにはそのWS枠に属するペ
ージ数PNi、そのWS枠に許されるページ数の最
大値MXi、最小値MNi、そのWS枠に属するペー
ジリストのポインタPTRiが用意される。

プール枠制御ブロツク２（以下プールCBと略
す）は、どのWS枠にも属さない。未使用ページ
を管理するためのテーブルで、未使用ページ数
PPNおよび未使用ページリストへのポインタ
PPTRをもつ。

メモリマツプ３は、主記憶上の実ページを管理
するためのテーブルで各ページ毎にエントリをも
つ。

各エントリには、ポインタ部と使用状況情報部
があり、ポインタ部により、実ページは、いずれ
かのWS枠、あるいはプール枠に属するページリ
ストを構成している。

使用状況情報としては、使用ビツトUBおよび
使用カウントUCが用意される。

使用ビツトUBは、ページへの参照があつた時
点で例えば“１”がセツトされ使用カウントUC
は、後に示すようにWS見直しに際して更新され
る。また、WSから外すべき周期閾値（ウインド
サイズ）を保持する閾値レジスタ４が用意され
る。また前記閾値レジスタ４の値と使用カウント
UCの値とを比較するための比較回路が設けられ
る。

一定時間毎に起動される、WS見直しタイマ割
込みにより、各WS枠について、次の動作が行わ
れる。即ち、WSCBiのポインタPTRiにより、メ
モリマツプを順次たどりながら対応する。メモリ
マツプのエントリを読出し参照ビツトをチエツク
し、これが“１”の場合、即ち、参照があつた場
合には、参照ビツトを“０”クリアするととも
に、使用カウントをクリアする。参照ビツトが
“０”の場合には、使用カウントをカウントアツ
プする。この更新の結果と、閾値レジスタ４の値
ｎを比較回路５により比較し、使用カウントの値
がｎになつた場合にはこのページはワーキングセ
ツトから外れたものとして、このWS枠のページ
リストから外され、プール枠につながれる（但
し、既にそのWS枠のページ数がMNi以下の場合
には、プールへの返却は行われない。） このような操作を行うことにより、WS見直し
のｎ周期の間参照されなかつたページは、その
WS枠から外され、プール枠に返却されることに
なる。

この動作の概要のフロウチヤートを第４図に示
す。ページフオルトに際しては、まずプール枠か
らページをとりあえずこのページフオルトを発生
したプログラムのWS枠に割当て、要求されたペ
ージのパツキングストアからの転送を起動すると
ともに、このWS枠のページ数のチエツクを行
う。

割当ての結果、最大値MXiよりも大になつた
場合には、そのWS枠に使用カウントがｎのペー
ジがあれば、これをプール枠に返却する。ない場
合には、このWS枠の各ページについて、順次、
使用ビツトをチエツク、クリアしながら使用カウ
ントを更新し、この更新の結果使用カウントがｎ
へページが発生するまで、この処理を行い、使用
カウントがｎになつたページをプールに返却す
る。

割当ての結果、WS枠のページ数が最小値より
大で、最大値以下の場合には、このWS枠に、使
用カウントがｎのページがあるかどうかをチエツ
クし、ある場合には、これをWS枠から外し、プ
ール枠に返却する。使用カウントがｎのページが
ない場合には、プールのページ数に不足がある場
合即ち、現在のプールのページ数が不足閾値より
も小の場合にのみ、プールへの返却を行う。

WS枠のページ数PNiが最小値MNi以下の場合
にはプールへの返却は行わない。

なおプール枠からWS枠へのページの割当ては
次のように行われる。

まず、プール枠制御ブロツクのページ数PPN
を１減少させるとともにポインタ部PPTRの値す
なわち、その時のプールの先頭のページ番号をセ
ーブするとともにPPTR（値ｊをもつとする）で
指定されるメモリマツプ３のエントリｊのポイン
タ部PTRjの値すなわち、前記先頭のページの次
に接続されているページの番号をプール枠制御ブ
ロツクのポインタをセツトする。すなわち、これ
を新らたな先頭ページとする。これによりプール
枠からの取外しの処理が完了する。次にメモリマ
ツプの先にセーブしたポインタに対応するエント
リｊのポインタPTRjにページを接続すべきWS
枠に対応するWSCBの第ｉエントリのポインタ
PTRiの値をセツトする。この後同ポインタ
PTRiに先にセーブした値ｊをセツトするととも
に現ページ数PNを１だけ増大させる。これによ
り先にプール枠より取外されたページがWS枠に
接続されたことになる。

WS枠からのプール枠へのページの返却も同時
に行われる。

第２図は本発明を具体化した一実施例の構成を
示すブロツク図である。

本実施例においては、図に示すようにWSCB
１には第１図に示したフイールドに加えて、各エ
ントリの有効性を示すための有効ビツトＶ、およ
び対応するWS枠に対するWS見直しの要否を示
すビツトＲが設けられる。

次に本発明の一実施例の動作を説明する。

なお、本実施例においては、WS枠は、プログ
ラム即ち、タスク対応に用意され、各プログラム
毎にジヨブ制御文により、そのプログラムに与え
るべきWSの最小値および最大値およびこのプロ
グラムに対するWS見直しの要否を指定できるも
のとする。

プログラムの開始に際しては、このプログラム
にタスク制御ブロツクｉが与えられた時点で、
WSCBiも割当てられ、WSCBiの有効ビツトをオ
ンにするとともにジヨブ制御文で指定された、
WS最小値、最大値が各々、MNi、MAXiにセツ
トされる。Riには、WS見直しが不要の場合には
“０”が、必要の場合には“１”がセツトされる。
以後、プログラムのロード、ページフオルト時の
ページのロード等は、タスク制御ブロツクで指定
されたWS枠に対して行われることになる。

本実施例においては、WS見直しを制御するた
めに、WS枠選択制御部およびWS見直し制御部
が設けられる。

WS枠選択制御部は一定時間毎に起動され、
WS見直しを行うべきWS枠を選択し、WS見直し
制御部はWS枠選択制御部で選択されたWS枠に
対するWS見直し処理を行う。一定時間毎に起動
されるWS見直しに際しては、WS枠選択制御部
は現在使用中の、即ち、有効ビツトViがオンの
WS枠を順次選択し、選択されたWS枠ｉに対応
するWSCBiの見直し要否フラグRiを読出し、こ
の値が“０”の場合、即ち見直しが不要の場合に
は即ち対応するWS枠はWS見直しの対象とはせ
ず、次のWS枠について選択の処理を続ける。フ
ラグRiが“１”の場合、即ち見直しが必要の旨
へ指定があつた場合にはこのWS枠に対してWS
見直しを起動する。全WSCBについて、（Ｎ個と
する）以上の処理を行う。この動作のフロウチヤ
ートを第３図に示す。

起動されたWS見直し制御部は、実現例におけ
ると同様の処理を行う。この動作のフロウチヤー
トを第４図に示す。

以上本発明の一実施例の説明を行つたが、本発
明の主旨は、WS見直しの契機に、WS見直し不
要の指定のあつたWS枠に対しては、WS見直し
を行わないようにすることにより、WS見直しの
オーバヘツドを減少できるようにしたことにあ
り、プログラムとWS枠の対応のさせ方、使用カ
ウントの指定のしかた、具体的なページの使用状
況の管理方法等については、いくつかの実現方法
が考え得るであろう。

また、本実施例で示したWS枠選択制御部、
WS見直し制御部の詳細の実現方法、WS枠とプ
ール枠とのページのつなぎかえの詳細、等につい
ては本発明の主旨とは直接の関係がないので説明
の繁雑さを避けるため述べなかつたが、これらは
通常の従来知られている方法により実現可能であ
ることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のWS管理方式の一実現例を示
すブロツク図、第２図は本発明を具体化した一実
施例の構成を示すブロツク図、第３図は本発明の
一実施例における見直しWS枠選択制御部の処理
のフロウチヤートを示す。第４図は本発明の一実
施例における、WS見直し制御部の処理のフロウ
チヤートを示す。 １は、WS枠制御ブロツク、２は、プール枠制
御ブロツク、３は、メモリマツプ、４は、閾値レ
ジスタ、５は、比較回路、６は、カウントアツプ
回路を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マルチプログラムで動作する仮想記憶方式の
   情報処理システムにおいて、ワーキングセツトを
   管理する単位である１個以上のワーキングセツト
   枠制御ブロツクに、そのワーキングセツト枠に許
   されるページ数の最小値、および最大値を指定す
   るフイールド、および、一定時間毎のワーキング
   セツトの見直しを行うかどうかを指定するフイー
   ルドを備え、ワーキングセツトの見直しに際して
   は、見直し不要の指定のあるワーキングセツト枠
   に対しては、ワーキングセツトの見直しを行わな
   いようにしたことを特徴とするワーキングセツト
   管理方式。