JPH031252A - ページフォルト処理方式 - 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］ この発明は、電子計算機の仮想記憶のページフォルト処
理方式に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、電子ｉｌ１機の記憶域構成を示す概念図であ
る０図において、（１）は仮想記憶で、プログラムのデ
ータが胃かれている。ただし仮想記憶（１）は仮想的な
もので、物理的には仮想記憶（１）内のデータは、実記
憶（２）または外部記憶（３）上に置かれる。仮想記憶
（１）は複数個のページ（１ａ）、（ｌｂ）より構成さ
れる。また、実記憶（２）は複数個の実フレーム（２ａ
）、（２ｂ）より構成される。

仮想ページ（１ａ）、（１ｂ）には、実フレーム（２ａ
）（２ｂ）を持つものと持たないものとある。実フレム
（２ａ）を持つ仮想ページ（１ａ）の場合、そのデータ
は物理的には実フレーム（２ａ）に置かれている。実フ
レームを持たない仮想ページ（ｌｂ）の場合、そのデー
タは物理的には外部記憶（３）に置かれている。実フレ
ーム（２ａ）を持つ仮想ページ（１ａ）に対する参照あ
るいは書き込みの命令を実行した際、八−ドウエアが持
つ変換機構により物理的には実フレーム（２ａ）に対す
る参照あるいは書き込みと同様になる。実フレームを持
たない仮想ページ（１ｂ）に対する参照あるいは書き込
みの命令を実行すると、ページフォルト割り込みが発生
する。（４）はチャネルで、実記＋ｌ！！（２）と外部
記憶（３）間でデータ転送を行うプロセッサである。

チャネル（４）はデータ転送が完了した時点で、ブタ転
送完了側り込みを発生させる。

第５図は電子計算機内のソフトウェア構成を示した図あ
る。図において、（５）は該当電子計１機の主たる業務
を実行する１０グラム（以下　単にプログラムという）
で、複数個のステップからなり、１個のステップに１個
の命令がある０通常。

プログラム（５）はステップ番号順に１命令ずつ実行さ
れる。ただし８割り込みが発生した時は、その割り込み
の種類に応じた処理プログラムへ実行が移る。（６）は
ページフォルト割り込み処理プログラムで、プログラム
（５）がページフォルシト割り込みを引き起こした時に
実行される。（７）はブタ転送完了側り込み処理プログ
ラムで、チャネル（４）がデータ転送を完了した時に実
行される。

第６図はページフォルト割り込み処理プログラム（６）
のフローチャートを示す図、第７図はブタ転送完了側り
込み処理プログラム（７）のフロチャートを示す図であ
る０図において、プログラム（５）がステップＪの命令
Ｊ実行で、実フレムを持たない仮想ページ（１ｂ）に対
し参照または書き込みを行った結果、ページフォルト割
り込みが発生した場合の処理を説明している。ページフ
ォルト割り込み処理プログラム（６）はまず、仮想ベジ
（１ｂ）の内容を保持する外部記憶（３）から５未使用
実フレーム（２ｂ）への転送をチャネル（４）に指令し
くステップＳ５）、その後待ち状態にする（ステップＳ
７）。データ転送完了割り込み処理プログラム（７）は
、まず実フレーム（２ｂ）を仮想ページ（１ｂ）に割り
付け（ステップＳ９）、その後プログラム（５）のステ
ップＪを再開させる（ステップ１３）。

第８図は１プログラム（５）がページフォルトを起こし
た以降の一連の動作を示す図である。

従来のページフォルト処理方式は上記のように構成され
、第８図において、ステップＪの命令Ｊは、実フレーム
を持たない仮想ページ（１ｂ）に対する参照または書き
込み命令とする（ステップ５１４）。この命令を実行す
るとページフォルト割り込みが発生し、ページフォルト
割り込み処理プログラム（６）へ実行が移る（ステップ
５１５）、ペジフォルトＷ１り込み処理プログラム（６
）は、チャネル（４）に対しデータ転送を指令しくステ
ップ５５）２次に待ち状態になる（ステップＳ７）、待
ち状態が続くうちにチャネル（４）によるデータ転送が
完了しくステップ５１６）、データ転送完了割り込みが
発生して（ステップ５１７）、データ転送完了割り込み
処理プログラム（７）に実行が移る（ステップ５１８）
、データ転送完了割り込み処理プログラム（７）は転送
されたデータが入っている実フレム（２ｂ）を仮想ペー
ジ（１ｂ）に割り付け（ステップＳ９）、プログラム（
５）のステップＪを再開させる。プログラム（５）は命
令Ｊを再び実行する。しかし、命令Ｊで参照・書き込み
を行う仮想ページ（１ｂ）は、実フレーム（２ｂ）を持
っているので。

ページフォルト割り込みは発生せず、命令は実行可能で
ある（ステップ５１４）、以後、プログラム（５）はス
テップ（Ｊ　＋　１　）以降を順々に実行していくこと
になる（ステップＳ１８〜５２０）。

［発明が解決しようとする課題１ 上記のような従来のページフォルト処理方式では、プロ
グラム（５）が仮想ページ（１ｂ）にステップＪで書き
込みを行う場合、その動作は仮想ベジ（ｌｂ）のそれま
での内容に依存しないので、ステップ（、Ｊｌ−１＞以
降の実行が論理的に可能なのにもかかわらず、データ転
送が完了するまで、ステップ（Ｊ　＋　１　）の命令実
行が侍たされるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、実フレームを持たない仮想ページに対する書き込
み命令でページフォルトが発生しても、データ転送完了
を待つことなく次命令以降の処理を直ちに継続できるよ
うなページフォルト処理方式を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るページフォルト処）１方式は仮想記憶方
式の電子計算機システムにおいて、プログラムが仮想ペ
ージに対する書き込み命令でページフォルトを起こした
場合１該当仮想ページのデータを保持している外部記憶
から実記憶へのブタ転送が完了する簡に前記プログラム
を次命令より再開させ、該当データの転送完了時に、前
記ページフォルトの原因となった前記書き込み命令を実
行するようにしたものである。

［イ１［５川］ この発明においては、ページフ４ルＩ・割り込み処理プ
ログラムは、書き込み命令で、ページフォルトを起こし
たプログラムを長時開時たせることなく継続させ、また
データ転送割り込み処理は。

プログラムが発行した書き込み命令の結果を正しく仮想
ページ上に反映させる。

］実施例］ 第１図はこの発明の一実施例によるページフォルト処理
のフローチャートを示す図である。

第２図はこの発明の一実施例によるページフォルト割り
込み処理プログラムのフローチャートを示す図である。

第３図はこの発明の一実施例によるデータ転送完了ｉｌ
ｌり込み処理プログラムのフローチャートを示す図であ
る。

上記のように構成されたページフォルト処理方式におい
て、プログラム（５）のステップ、Ｊで。

書き込み命令であるストア（ＳＴＯＲＥ）命令を実行す
る場合について説明する。ストア命令は２個のオペラン
ドがあり、オペランド１で示されたレジスタの内容をオ
ペランド２で示された仮想ページに書き込むものである
。第２図はオペランド２で実フレームを持たない仮想ペ
ージ（１ｂ）を指定して実行した結果、べ〜シフオルト
割り込みが発生した時に実行されるページフォルト割り
込み処理１０グラム（６）のフローチャートである。第
２図において、まず命令取り出し時に発生したものか否
かを判定する（ステップＳ１）、命令取り出し時なら従
来の処理となる（ステップＳ５およびステップＳ７）、
命令取り出し時でないならば、ステップＳ２へ進む６次
に、ページフォルトを発生させた命令がストア命令か否
かを判定する（ステップＳ２）、ストア命令ならステッ
プＳ３へ進む、ストア命令でないならば、従来の処理と
なる（ステップＳ５およびステップ５７）６次に、変数
ＲとＡに既にデータが入れられているか否かを判定する
（ステ・ンプＳ３）。入れられているなら、従来の処理
となる（ステップＳ５およびＳ７）。入れられていない
ならば、ステップＳ４へ進む１次にストア命令のオペラ
ンド１で示されたレジスタの内容をＲに保存し、オペラ
ンド２で示された仮想ページ（Ｉｂ）のアドレスを八に
保存する（ステップＳ４）。次に仮想ページ（１ｂ）の
内容を保持する外部記憶（３）より未使用実フレーム（
２ｂ）へのデータ転送をチャネル（４）に指令する（ス
テップ８５）。次にプログラム（５）をステップ（Ｊ　
＋　１　）より再開させる（ステップＳ６）。第３図は
プログラム（５）のステップにの命令Ｋが完了した時点
で、チャネル（４）によるデータ転送完了割り込みが発
生した時に実行されるデータ転送完了割り込み処理プロ
グラム（７）のフローチャートである。第３図において
、まず実フレーム（２ｂ）を仮想ページ（１ｂ）に割り
付ける（ステップ５９）０次にＲとＡに値が保存されて
いるか否かを判定する（ステップＳｔＯ＞、保存されて
いれば、ステップＳｉｔに進む、保存されていないなら
ば、従来の処理（ステップ８１３）となる０次にプログ
ラム（５）をステップ（Ｋ＋１）より再開させる（ステ
ップ５１２）。

続いて１．第１図によりプログラム（５）がペジフォル
トを起こした以降の一連の動作を説明する。ここで、プ
ログラム（５）のステップＪは仮想ページ（１ｂ）をオ
ペランド２として持つストア命令とする。プログラム（
５）は命令Ｊを実行する（ステップ５１４）と、仮想ペ
ージ（１ｂ）は実フレームを持たないのでページフォル
ト割り込みが発生し。

ページフォルト割り込み処理プログラム（６）が実行さ
れる（ステップ３１５）、ここで、第２図におけるいく
つかの判定（ステップ８１〜Ｓ３）を実行した後、Ｒと
Ａに値を保存して、データ転送を開峡する（ス゛テップ
５５）０次にプログラム（５）はステップ（Ｊ＋１＞の
命令以降を実行する（ステップ９１８）、ステップＫま
で実行した時（ステップ５１９）、データ転送が完了し
くステップ５１６）、割り込みが発生して、データ転送
完了割り込み処理プログラム（７）が実行される（ステ
ップ５１７）。

ここで、実フレーム（２ｂ）を仮想ページ（ｌｂ）に割
り付けな後（ステップＳ９）、ＲとＡの値を用いてステ
ップＪの命令であるストア命令を実行する（ステップ５
１４）、この時は、仮想ページ（１ｂ）は実フレーム（
２ｂ）を持つのでページフォルトは発生しない、続いて
、プログラム（５）はステップ（Ｋ　＋　１　）の命令
以降を実行する。ただし、ステップＪの命令を取り出し
た時に発生したページフォルトや、命令Ｊがストア命令
以外であった時、あるいはデータ転送中（つまりステッ
プ（Ｊ＋ｌ）からステップＫまでの実行中）に同一仮想
ページ（１ｂ）に対し２回目のページフォルトが発生し
た時は従来の処理となる。

なお、上記実施例ではストア命令のみしか汲わなかった
が、その他の書き込み命令についても適用してもよい。

また、上記実施例ではデータ保存用変数Ｒ１Ａを１個ず
つしか設けなかったので、最初の１回のページフォルト
しか扱えなかったが、複数個設けることによって、複数
回の書き込み命令が処理できるようになる。

［発明の効果１ この発明は以上説明したとおり、書き込み命令において
ページフォルトが発生しても、外部記憶からのデータ転
送完了を待たずに次の命令以降が実行できるので、プロ
グラムの実行時間が短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるページフォルｌ−処
理方式のフローチャート図、第２図はこの発明の一実施
例によるページ７オルト割り込み処理プログラムのフロ
ーチャート図、第３図はこの発明の一実施例によるデー
タ転送完了割り込み処理プログラムのフローチャート図
、第４図は記憶域構造の概念図、第５図はソフトウェア
構成図第６図は従来のページフォルト割り込み処理プロ
グラムのフローチャート図、第７図は従来のブタ転送完
了側り込み処理プログラムのフローチャート図、第８図
は従来のページフォルト処理方式のフローチャート図で
ある。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示亮１図 ず。 昂２図 昂５図 沁３図 馬６図 児７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 仮想記憶方式の電子計算機システムにおいて、プログラ
   ムが仮想ページに対する書き込み命令でページフオルト
   を起こした場合、該当仮想ページのデータを保持してい
   る外部記憶から実記憶へのデータ転送が完了する前に前
   記プログラムを次命令より再開させ、該当データの転送
   完了時に、前記ページフォルトの原因となった前記書き
   込み命令を実行するようにしたことを特徴とするページ
   フォルト処理方式。