JPH0253150A - メモリ割り当て量調査方式 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子計算機システム内のページ方式を採用した
メモリ管理機能により利用者プログラムに割り当てられ
るメモリ量の、ページサイズの相違による変動を調査す
るメモリ割り当て量調査方式に関するものである。

〔従来の技術〕

周知のように、電子計算機システムでは限られたメモリ
　（主記憶装置）を有効に利用するため、メモリを所定
のサイズ（ページサイズ）の複数のページに分割し、同
じページサイズに分割したプログラムを、要求を待って
所定の規則に従いメモリ上のページに割り当てるように
している。また、ページの転送（ページイン、ページア
ウト）を少なくするために、所定の期間内に参照された
ページの集合であるワーキングセントを確保するワーキ
ングセント方式のページ管理が行われている。

ところで、この種のメモリ割り当て制御方式はハードウ
ェアシステム固有のページサイズを前提に実現されてお
り、ワーキングセントも当該ハードウェアに最適な値に
なるように各種のパラメータが調整されている。

従って、このような電子計算機システムにおいて、ハー
ドウェアの変更等によりメモリの割り当て単位であるペ
ージサイズを変更（主として拡張）する場合には、以下
のような箇所でメモリ割り当て量の変動が予想される。

■システムプログラム領域ないしはシステム制？１１　
ｆｉＪｌ域のフラグメンテーションによるメモリ割り当
て量の変動 ■利用者プロセス制御のためのプログラム制御領域のフ
ラグメンテーションによるメモリ割り当て量の変動 ■利用者プログラムのプログラム領域のメモリ割り当て
量の変動 ところで、メモリ割り当て量の変動を事前に知ることは
電子計算機システムの設計上において非常に重要であり
、上記の各メモリ割り当て量の変動についても何らかの
方法で知る必要がある。ここで、上記の■、■に関して
は、システムプログラム開発担当者であれば、ある程度
の変動量の予測が可能であり問題はないが、■に関して
は利用者プログラムの動作条件による変動要因が大きく
、特にページサイズの相違によるワーキングセットの増
減については予想が非常に困難である。そのため、従来
は既存のページサイズのシステムでプログラムを実際に
動作させたり単純なシミニレ−シランを行い、ページア
クセスの軌跡や仮想アドレスの変遷を求めることにより
ページサイズの相違によるメモリ割り当て量の変動を予
測していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、従来のメモリ割り当て量調査方式では
、ページサイズを変更した場合の利用者プログラムのメ
モリ割り当て量を既存のページサイズのシステムでプロ
グラムを実際に動作させたりプログラムの実行をシミエ
レートしたりして予測していたため、 ■一つのプログラムのメモリ割り当て量の算出に多大の
時間を要する。

■実際にそのページサイズのシステムで実行する時と環
境が異なり、正確な調査が行えない。

等の欠点があった。

本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、高速かつ正確にページサイズの相違
によるメモリ割り当て量の変動を調査することのできる
メモリ割り当てｆｆｉ！ｊｉ査方式を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するため、要求時ページング
機構を有すると共に、ワーキングセット方式のページ管
理を行う電子計算機システムにおいて、 プログラム毎に論理ページサイズおよび割り当てプログ
ラムメモリサイズのエントリを有するメモリ管理テーブ
ルと、 前記メモリ管理テーブルの論理ページサイズをプログラ
ム毎に指定可能としたページサイズ指定手段と、 前記要求時ページング機構あるいはプログラムからペー
ジの割り当て要求が発生した際に、前記メモリ管理テー
ブルに登録された論理ページサイズによる論理ページを
単位としてページを割り当てると共に、必要に応じて前
記メモリ管理テーブルの割り当てプログラムメモリサイ
ズを更新する論理ページ割り当て手段と、 前記論理ページ割り当て手段でページを割り当てる際に
割り当て可能な空きページが存在しない場合に、同プロ
グラム内のページでリプレース可能なページの選択を論
理ページを単位として行う論理リプレースページ選択手
段と、 前記論理ページ割り当て手段あるいはプログラムからの
ページの解放要求が発生した際に、論理ページを単位と
して解放を行うと共に、必要に応じて前記メモリ管理テ
ーブルの割り当てプログラムメモリサイズを更新する論
理ページ解放手段と、所定の期間毎に論理ページを単位
として長期間アクセスされないページのシステムへの返
却を行うと共に、必要に応じて前記メモリ管理テーブル
の割り当てプログラムメモリサイズを更新する論理ペー
ジワーキングセット管理手段と、前記メモリ管理テーブ
ルの割り当てプログラムメモリサイズを表示するメモリ
使用量表示手段とを備えるようにしている。

〔作用〕

本発明のメモリ割り当て量調査方式にあっては、予めペ
ージサイズ指定手段によりメモリ管理テーブルにプログ
ラム毎に論理ページサイズの指定が行われ、プログラム
の実行時に要求時ページング機構あるいはプログラムか
らページの割り当て要求が発生した際に、論理ページ割
り当て手段が前記メモリ管理テーブルに登録された論理
ページサイズによる論理ページを単位としてページを割
り当てると共に必要に応じて前記メモリ管理テーブルの
割り当てプログラムメモリサイズを更新し、前記論理ペ
ージ割り当て手段でページを割り当てる際に割り当て可
能な空きページが存在しない場合に、論理リプレースペ
ージ選択手段が同プログラム内のページでリプレース可
能なページの選択を論理ページを単位として行い、前記
論理ページ割り当て手段あるいはプログラムからのペー
ジの解放要求が発生した際に、論理ページ解放手段が論
理ページを単位として解放を行うと共に必要に応じて前
記メモリ管理テーブルの割り当てプログラムメモリサイ
ズを更新し、一方、論理ページワーキングセット管理手
段が所定の期間毎に論理ページを単位として長期間アク
セスされないページのシステムへの返却を行うと共に必
要に応じて前記メモリ管理テーブルの割り当てプログラ
ムメモリサイズを更新し、メモリ使用量表示手段が前記
メモリ管理テーブルの割り当てプログラムメモリサイズ
を表示する。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例につき図面を参照して説明する。

第１図は本発明のメモリ割り当て量調査方式の一実施例
を示す構成図である。第１図において、本実施例は調査
の対象となるプログラム（利用者プログラム）１の他に
、メモリ管理テーブル２、ページサイズ指定手段３、論
理ページ割り当て手段４、論理リプレースページ選択手
段５、論理ページ解放手段６、論理ページワーキングセ
ント管理手段７、メモリ使用量表示手段８から構成され
ている。なお、各部の機能は次の通りである。

メモリ管理テーブル２；第２図に示す如く、プログラム
毎に論理ページサイズおよび割り当てプログラムメモリ
サイズ（ｉｔ大大口ログラムメモリサイズｉ小プログラ
ムメモリサイズ）のエントリを有し、登録された情報を
保持する機能。

ページサイズ指定手段３：メモリ管理テーブル２の論理
ページサイズをプログラム毎に設定する機能。

論理ページ割り当て手段４；電子計算機システムの要求
時ページング機構（図示せず、）あるいはプログラムｌ
からページの割り当て要求が発生した際に、メモリ管理
テーブル２に登録された論理ページサイズによる論理ペ
ージを単位としてページを割り当てると共に、必要に応
じてメモリ管理テーブル２の割り当てプログラムメモリ
サイズを更新する機能。

論理リプレースページ選択手段５；論理ページ割り当て
手段４でページを割り当てる際に割り当て可能な空きペ
ージが存在しない場合に、同プログラム内のページでリ
プレース可能なページの選択を論理ページを単位として
行う機能。

論理ページ解放手段６；論理ページ割り当て手段４ある
いはプログラムｌからのページの解放要求が発生した際
に、論理ページを単位として解放を行うと共に、必要に
応じてメモリ管理テーブル２の割り当てプログラムメモ
リサイズを更新する機能。

論理ページワーキングセント管理手段７；所定の期間毎
に論理ページを単位として長期間アクセスされないペー
ジのシステムへの返却を行うと共に、必要に応じてメモ
リ管理テーブル２０割り当てプログラムメモリサイズを
更新する機能。

メモリ使用量表示手段８；メモリ管理テーブル２の割り
当てプログラムメモリサイズを表示（レポートへの出力
）するａ能。

次に上記の実施例の動作について説明する。

先ず、プログラム１の実行に先き立ち、ページサイズ指
定手段３によりメモリ管理テーブル２のプログラム１に
対応したエントリに所定の論理ページサイズ（メモリ割
り当て量を調査しようとするハードウェアのページサイ
ズ）が設定される。

なお、このページサイズ指定手段３は、例えば、プログ
ラム１の実行に際して該プログラムが使用するシステム
資源を指定するＪＯＢＭｍカードに論理ページサイズパ
ラメータの値を追加し、プログラム１の実行に先立って
その論理ページサイズパラメータの値をメモリ管理テー
ブル２の対応するエントリに設定することにより実現さ
れる。

次いで、プログラム１が実行され、同プログラムの仮想
アドレスを参照した際に、そのアドレスを含むページが
実メモリに割り当てられていない場合、電子計算機シス
テムの要求時ページング機構が働き、論理ページ割り当
て手段４が起動される。また、プログラム１から直接に
論理ページ割り当て手段４が起動されることもある。第
３図は論理ページ割り当て手段４の処理を示すフローチ
ャートであり、以下、第３図に沿って説明する。

論理ページ割り当て手段４は、先ず、ステップ４−１に
おいてメモリ管理テーブル２からプログラムｌの論理ペ
ージサイズを入手し、ステップ４−２においてページ割
り当ての要求のあった仮想アドレスを、入手した論理ペ
ージサイズを基にプログラム１の仮想空間内の論理ペー
ジ番号に変換する０次いで、ステップ４−３においてプ
ログラムリザーブページ（既にプログラム１に割り当て
済みだが実際に使用されていない状態のページ）が１論
理ペ一ジ分だけ存在するか否かをチエツクし、プログラ
ムリザーブページが存在していればステップ４−８へ進
む、また、プログラムリザーブページが存在していなけ
ればステップ４−４に進み、プログラムｌに新たに実メ
モリを割り当てた場合にプログラム１に割り当て可能な
最大プログラムメモリサイズを越えることが無いかどう
かをチエツクする。そして、最大プログラムメモリサイ
ズを越える場合はステップ４−６へ進む、また、最大プ
ログラムメモリサイズを越えない場合は、ステップ４−
５においてシステム内に割り当て可能な論理ページサイ
ズ分の空きメモリが存在するか否かを判定し、システム
に空きメモリが存在する場合は、ステップ４−８へ進む
。

ステップ４−４で最大プログラムメモリサイズを越える
場合およびステップ４−５でシステムに空きメモリが存
在しない場合は、ステップ４−６において論理リプレー
スページ選択手段５を呼び出し、リプレース可能な論理
ページ番号を入手する（論理リプレースページ選択手段
５の処理は後述する。）。次いで、ステップ４−７にお
いてステップ４−６で入手したリプレース可能な論理ペ
ージ番号をパラメータに論理ページ解放手段６を呼び出
して実ページを解放する（論理ページ解放手段６の処理
は後述する。）、なお、この時、解放された実ページは
同プログラムで直ちに利用可能なように、同プログラム
のプログラムリザーブページとして登録される。

一方、ステップ４−３でプログラムリザーブページが存
在している場合、ステップ４−５でシステムに空きメモ
リが存在する場合、およびステンブ４−７の後にあって
は、ステップ４−８においてプログラムリザーブページ
あるいはシステム空きページを割り当て要求のあった論
理ページ番号に対応するページに割り当てる。そして、
ステップ４−９においてそのページにイメージをロード
し、ステップ４−１０において現在のメモリ割り当て量
に応じて必要ならメモリ管理テーブル２内の最大プログ
ラムメモリサイズの更新を行う、なお、この時点では最
小プログラムメモリサイズに影響を与えることはない。

次に、第４図は第３図におけるステップ４−６で呼び出
される論理リプレースページ選択手段５の処理を示すフ
ローチャートである。し力１して、論理リプレースペー
ジ選択手段５は、先ず、ステップ５−１において実行中
のプログラムｌの論理ページサイズを入手する０次いで
、ステップ５−２において論理ページを単位にしたリプ
レースページの選択を行う、ここで、リプレースページ
の選択は、今後参照される可能性が最も低いページとし
て、最近量も長く参照されていないページをリプレース
の対象ページとして選択する。なお、この処理は、例え
ば、中央処理装置の備えるハードウェア機ｔａ（実メモ
リの物理ページ単位に設けられたフラグに対し、ページ
の参照や書き込みの発生の都度、対応するフラグをセン
トする機能）を利用して実現される。すなわち、ある期
間毎にページのフラグをチエツクしリセフトする処理を
行うことにより、期間毎に該当ページの参照が発生した
か否かの履歴を得ることができ、参照の発生しない期間
が長いページをリプレースの対象とする。なお、上述の
フラグ（参照フラグ／書き込ｂフラグ）は、物理ページ
単位に存在しているため、本発明のように異なる論理ペ
ージサイズに基づく論理ページの参照／書き込みの履歴
を得るためには次のような工夫が必要となる０例えば、
第５図に示すように論理ページサイズが物理ページサイ
ズの４倍のサイズを持つ場合は、同−論理ページに属す
る４個の物理ページのうち１ページでも参照フラグがセ
ットされているページが存在すれば、その論理ページの
参照フラグはＯＮとみなすという処理を行えばよい。

次に、第６図は第３図におけるステップ４−７で呼び出
される論理ページ解放手段６の処理を示すフローチャー
トである。なお、プログラム１から直接に論理ページ解
放手段６が呼び出されることもある。しかして、論理ペ
ージ解放手段６は、先ず、ステップ６−１において解放
すべきページの仮想アドレスから論理ページアドレスを
計算する。なお、このステップ６−１はプログラムｌか
らの呼び出し時のみ実行される。論理ページ割り当て手
段４から呼び出された場合には既に第３図のステップ４
〜２でアドレスが計算されているからである０次いで、
ステップ６−２において該当論理ページに書き込みが発
生しているか否かにより、ページアウトが必要が否かを
判断する。そして、論理ページに書き込みが発生してい
なければページアウトは不要と判断され、ステップ６−
４へ進む、なお、書き込みが発生しているか否かの判断
には前述の書き込みフラグを用いる。また、ページアウ
トが必要な場合は、ステップ６−３において論理ページ
相当分のページアウトファイル領域を確保した上で論理
ページ全体をファイル上へ書き出す０次いで、ステップ
６−４において解放しようとしている論理ページに対応
する物理ページを解放し、論理ページ解放手段６の呼び
出し元に応じて、論理ページ割り当て手段４から呼び出
された場合は同プログラムのプログラムリザーブ領域へ
登録し、プログラム１から呼び出された場合はシステム
の空きメモリとする０次いで、ステ・／ブロー５におい
て必要ならメモリ管理テーブル２内の最小プログラムメ
モリサイズの更新を行う。なお、このステップ６−５は
プログラムｌから呼び出された場合のみ実行される。論
理ページ割り当て手段４から呼び出された場合は第３図
のステップ４−１０で同じ処理が行われるからである。

次に、第７図は論理ページワーキングセント管理手段７
の処理を示すフローチャートである。しかして、論理ペ
ージワーキングセット管理手段７は、ステップ７−１に
おいてメモリ管理テープル２からプログラム１の論理ペ
ージサイズを入手し、ステップ７−２において論理ペー
ジ毎に参照履歴を更新する。具体的には、第５図で説明
したように、物理ページ単位で存在するページ参照フラ
グを論理ページサイズ単位のページ参照フラグに変換し
、その値から履歴を得る。なお、この時、各物理ページ
対応のページ参照フラグはリセットされる０次いで、ス
テップ７−３においてステップ７−２で更新された論理
ページの参照履歴を元に長期間参照されていない論理ペ
ージを選択する。

次いで、ステップ７−４においてステップ７−３で選択
された論理ページをパラメータに順次に論理ページ解放
手段６を呼び出し、ステップ７−３で選択された全論理
ページを解放し、システムへ返却する。処理の詳細は第
６図で説明した通りである。最後に、ステップ７−５に
おいて必要ならメモリ管理テーブル２内の最小プログラ
ムメモリサイズを更新する。

上記の各処理によりプログラム１の実行に際してのメモ
リ割り当て量の上下限値がメモリ管理テーブル２に登録
され、その値（最大プログラムメモリサイズ、最小プロ
グラムメモリサイズ）はメモリ使用量表示手段８により
、プログラムｌの実行レポート上に出力される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のメモリ割り当てｆｆｉ調
査方式にあっては、プログラム毎にページサイズを設定
可能とし、各プログラム毎にそのページサイズを基準に
実際にページの割り当ておよびワーキングセット管理等
を行い、その過程でプログラム毎のメモリ割り当て量を
記録して後に表示するため、 ■プログラムを１回実行するだけで済み、予測等の処理
を必要としないので、高速にメモリ割り当て量を求める
ことができる。

■調査したいページサイズのシステムとほぼ同じ条件で
動作が行われるので、メモリ割り当て量が正確に求めら
れる。

等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のメモリ割り当て量調査方式の一実施例
を示す構成図、 第２図はメモリ管理テーブルの論理的構成図、第３図は
第１図における論理ページ割り当て手段の処理のフロー
チャート、 第４図は第１図における論理リプレースページ選択手段
の処理のフローチャート、 第５図は第４図の論理リプレースページ選択手段におけ
る参照／書き込みフラグの判定の手法の例を示す図、 第６図は第１図における論理ページ解放手段の処理のフ
ローチャートおよび、 第７図は第１図における論理ページワーキングセント管
理手段の処理のフローチャートである。 図において、 １・・・プログラム（利用者プログラム）２・・・メモ
リ管理テーブル ３・・・ページサイズ指定手段 ４・・・論理ページ割り当て手段 ５・・・論理リプレースページ選択手段６・・・論理ペ
ージ解放手段 ７・・・論理ページワーキングセット管理手段８・・・
メモリ使用量表示手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　要求時ページング機構を有すると共に、ワーキングセ
   ット方式のページ管理を行う電子計算機システムにおい
   て、 プログラム毎に論理ページサイズおよび割り当てプログ
   ラムメモリサイズのエントリを有するメモリ管理テーブ
   ルと、 前記メモリ管理テーブルの論理ページサイズをプログラ
   ム毎に指定可能としたページサイズ指定手段と、 前記要求時ページング機構あるいはプログラムからペー
   ジの割り当て要求が発生した際に、前記メモリ管理テー
   ブルに登録された論理ページサイズによる論理ページを
   単位としてページを割り当てると共に、必要に応じて前
   記メモリ管理テーブルの割り当てプログラムメモリサイ
   ズを更新する論理ページ割り当て手段と、 前記論理ページ割り当て手段でページを割り当てる際に
   割り当て可能な空きページが存在しない場合に、同プロ
   グラム内のページでリプレース可能なページの選択を論
   理ページを単位として行う論理リプレースページ選択手
   段と、 前記論理ページ割り当て手段あるいはプログラムからの
   ページの解放要求が発生した際に、論理ページを単位と
   して解放を行うと共に、必要に応じて前記メモリ管理テ
   ーブルの割り当てプログラムメモリサイズを更新する論
   理ページ解放手段と、所定の期間毎に論理ページを単位
   として長期間アクセスされないページのシステムへの返
   却を行うと共に、必要に応じて前記メモリ管理テーブル
   の割り当てプログラムメモリサイズを更新する論理ペー
   ジワーキングセット管理手段と、 前記メモリ管理テーブルの割り当てプログラムメモリサ
   イズを表示するメモリ使用量表示手段とを備えたことを
   特徴とするメモリ割り当て量調査方式。