JPH05265846A - メモリ管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のオペレティングシステム及びそれに付
随するアプリケーションとの互換性を維持すると共に、
オペレーティングシステムユーザメモリの拡張するメモ
リ管理方式を提供することを技術的目的とする。 【構成】 仮想空間において、オペレティングシステム
カーネル（ＯＳカーネル）３ｂを格納するオペレーティ
ングシステムカーネル格納空間３と、前記オペレーティ
ングシステム用のシステムプログラム２ｃを格納するシ
ステムプログラム格納空間２と、アプリケーションプロ
グラム１ｃを格納するアプリケーションプログラム格納
空間１と、前記各空間間の相互のインタフェースを管理
する管理空間とをそれぞれ独立して配置してなるメモリ
管理方式。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オペレーティングシス
テムのユーザメモリの管理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】オペレーティングシステム（ＯＳ）、特
にＭＳ−ＤＯＳ（マイクロソフト社登録商標）に関して
は、現在オペレーティングシステムの利用できるメモリ
空間は、最大１ＭＢとされている。このときのＭＳ−Ｄ
ＯＳユーザメモリの構成を図５に示した。

【０００３】同図に示すように、１ＭＢのメモリ空間
に、少なくともアプリケーションプログラムとＯＳカー
ネルとＯＳ用システムプログラムとを格納する構成にな
っている。

【０００４】最近では、ＩＳＤＮに代表されるネットワ
ーク連携などの高度利用ニーズが拡大しており、これに
よりシステムプログラムにはネットワーク利用に対応す
べくプログラムを格納するようになってきている。

【０００５】そのため、システムプログラムの占めるメ
モリ領域が増大し、アプリケーションプログラムに与え
られるメモリ領域が著しく狭くなってしまう。ここで、
システムプログラムの拡大に対応してアプリケーション
プログラムのメモリ領域を必要にして十分な大きさを確
保するために以下のような方式がとられている。

【０００６】まず、ＥＭＳ（Expanded Memory Specific
ation：拡張メモリ、ロータスディベロップメント社・
インテル社・マイクロソフト社の共同登録商標）という
方式で、バンク切替えにより８Ｍまでの拡張メモリを組
み込むものである。

【０００７】一方、ＯＳーＥｘｔｅｎｄｅｒと呼ばれる
方式であり、これは、メモリの領域枠である１ＭＢ以上
にメモリ枠を拡大し、そこへアプリケーションプログラ
ムを格納するというものが知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したＥＭ
Ｓ方式では、このオペレーティングシステムを利用する
ユーザのアプリケーションプログラムをＥＭＳ対応型の
プログラムを作成又は改造する必要が生じ、このアプリ
ケーションプログラムは従来との互換性が破壊されると
いう問題を生じる。

【０００９】一方、前記ＯＳ−Ｅｘｔｅｎｄｅｒ方式で
も、アプリケーションプログラムをこのＯＳ−Ｅｘｔｅ
ｎｄｅｒ対応型に改造又は作成しなければならず、コス
トもかかる上に従来のオペレーティングシステムとの互
換性が失われてしまう。

【００１０】そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてな
されたものであり、従来のオペレティングシステム及び
アプリケーションとの互換性をもたせた上で、メモリの
拡張を可能とするメモリ管理方式を提供することを技術
的課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記課題を
解決するために以下のようにした。これを図１の原理図
に基いて説明する。

【００１２】仮想空間において、アプリケーションプロ
グラムを格納するためのアプリケーションプログラム格
納空間１と、オペレーティングシステム用のシステムプ
ログラムを格納するためのシステムプログラム格納空間
２と、オペレーティングシステムカーネルを格納するた
めのオペレーティングシステムカーネル格納空間とを各
々配置した。

【００１３】前記オペレーティングシステムカーネル格
納空間３は、割り込みベクタテーブル３ａ及びオペレテ
ィングシステムカーネル（ＯＳカーネル）３ｂとを格納
している。

【００１４】そして、システムプログラム格納空間２
は、前記割り込みベクタテーブル３ａと同等の領域を有
する常駐の空き領域である割り込みベクタテーブルイメ
ージ２ａと、前記オペレティングシステムカーネル３ｂ
と同等の領域を有する常駐の空き領域であるオペレーテ
ィングシステムカーネルイメージ２ｂと、システムプロ
グラム２ｃとを格納している。

【００１５】更に、前記アプリケーションプログラム格
納空間１は、ベクタテーブルイメージ１ａと、オペレー
ティングシステムカーネルイメージ１ｂと、アプリケー
ションプログラム１ｃとを格納している。

【００１６】そしてさらに、当該仮想空間には、前記各
空間間におけるインタフェースを管理する管理空間を配
置したことを特徴とするメモリ管理方式とした。また、
前記オペレーティングシステムカーネル格納空間３と、
システムプログラム格納空間２と、アプリケーションプ
ログラム格納空間１には特権レベル３を与え、前記管理
空間４には特権レベル０を与えるようにするとよい。

【００１７】

【作用】本発明によれば、アプリケーションプログラム
格納空間又はシステムプログラム格納空間より他の空間
に対するシステムコール又はデータアクセスが発信され
ると、当該仮想空間の制御は前記管理空間に移行する。

【００１８】そして、前記管理空間は前記システムコー
ル又はデータアクセスの内容を解析して発信元の空間及
び発信先の空間を検出し、何れの空間に制御を移行する
かを判別して、その空間へ制御を移行する。

【００１９】また、前記発信先空間において、前記シス
テムコール又はデータアクセスに基づく処理が終了する
と、制御は前記管理空間を経て前記発信元空間へ返還さ
れる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図に基いて説明する。本実
施例は、マイクロソフト社の登録商標であるＭＳ−ＤＯ
Ｓを利用して行った。

【００２１】図２は、本実施例におけるＭＳ−ＤＯＳユ
ーザメモリの構成を示す図である。ＭＳ−ＤＯＳユーザ
メモリは、アプリケーションプログラムと、システムプ
ログラムと、ＤＯＳカーネルとから構成されており、前
記システムプログラムは、常駐型のＣＯＭＭＡＮＤ．Ｃ
ＯＭ等から構成され、コンピュータとユーザとをインタ
フェースする部分である。

【００２２】一方、前記ＤＯＳカーネルは、ＭＳ−ＤＯ
Ｓ自身を示し、本システム初期化中にＭＳＤＯＳ．ＳＹ
Ｓから読み込まれる。そして、プロセス制御機能・メモ
リ管理機能・周辺装置サポート機能・ファイルシステム
機能を有する。

【００２３】そして、同図に示すように仮想空間におい
て、ＤＯＳカーネル７ｂは、１ＭＢの大きさをもつＤＯ
Ｓカーネル格納空間７に割り込みベクタテーブル７ａと
共に格納されている。

【００２４】システムプログラム６ｃは、１ＭＢの大き
さを有するＤＯＳシステムプログラム格納空間６に、前
記割り込みベクタテーブルと同等の大きさを有する常駐
型の空き領域である割り込みベクタテーブルイメージ６
ａと、前記ＤＯＳカーネル７ｂと同等の大きさを有する
常駐型の空き領域であるＤＯＳカーネルイメージ６ｂと
共に格納されている。

【００２５】さらに、アプリケーションプログラム５ｃ
は、１ＭＢの大きさを有するアプリケーションプログラ
ム格納空間５に、割り込みベクタテーブルイメージ５ａ
と、ＤＯＳカーネルイメージ５ｂと共に格納されてい
る。

【００２６】そしてさらに、本仮想空間における前記ア
プリケーションプログラム格納空間５、ＤＯＳシステム
プログラム格納空間６、ＤＯＳカーネル格納空間７の相
互のインタフェースを制御する管理空間８を配置した。

【００２７】前記管理空間８は、当該仮想空間に存在す
るアプリケーションプログラム格納空間５／システムプ
ログラム格納空間６からのシステムコールで発生する保
護例外により、システムコールの発信元空間における処
理を制止し、当該仮想空間の制御を行う。

【００２８】ＩＮＴ命令の場合は、前記アプリケーショ
ンプログラム格納空間５及びシステムプログラム格納空
間６は特権レベル（Ｒｉｎｇ）＝３で動作するために保
護例外を発生し、又ＣＡＬＬ／ＪＵＭＰ命令の場合は、
ＤＯＳカーネル格納空間７以外空間では、割り込みベク
タテーブル及びＤＯＳカーネル領域はイメージであり、
空き領域であるので割り込みベクタテーブル上のアドレ
スに基づいたＣＡＬＬ／ＪＵＭＰ命令は、ページふぉる
とを生じる。このため、当該仮想空間の制御は前記管理
空間８へ移行し、各空間間の相互のインタフェースは管
理空間８により制御することができる。

【００２９】即ち、管理空間８は、前記システムコール
を解析して発信元空間（呼出し元空間）、発信先空間
（呼出し先空間）を判別し、ここで、呼出し先空間へ制
御を移行する。

【００３０】一方、各空間の保持するメモリ内のデータ
へアクセスする場合は、データアクセス情報を解析して
呼出すべきデータを格納するメモリを保持する空間を検
出し、そのデータを前記データアクセス要求を発信した
空間へ転送又は複写する。

【００３１】本実施例における各空間間のインタフェー
スについて図３、図４のフローチャートに基いて説明す
る。同図では、アプリケーションプログラム／システム
プログラムからのインストラクションコール又はデータ
アクセスによる制御移行の過程を示した。

【００３２】前記アプリケーション５ｃ／システムプロ
グラム６ｃにおいて特定の命令を実行し（ステップ３０
１）、ここで、本システムは特権順位に従って一般保護
例外を発生する（ステップ３０２）。

【００３３】このとき、本システムの制御は前記管理空
間８に移行し、管理空間８は前記一般保護例外を発生し
た命令を解析する（ステップ３０３）。前記管理空間８
の解析の結果、前記命令が特権命令の場合、そして、そ
の特権命令がＩＮＴ命令と解析されたときはその命令の
ベクタ番号を読み取り（ステップ３０４）、前記ＩＮＴ
命令を発信したプログラムから再び処理を続行可能とす
るために、制御の戻るべき番地（アドレス）を保存する
（ステップ３０５）。

【００３４】そして、前記ステップ３０４において読み
取ったベクタ番号に基いて当該命令により呼び出すべき
プログラム（モジュール）を決定し（ステップ３０
６）、そのモジュールを格納している空間を確認する
（ステップ３０７）。

【００３５】次に、前記ベクタ番号及びＩＮＴ命令に基
いて、当該命令の実行において必要なデータを前記ＩＮ
Ｔ命令発信元の空間から発信先の空間へ複写し（ステッ
プ３０８）、複写後のメモリデータを示すように歩忌ん
た情報を修正する（ステップ３０９）。

【００３６】さらに、発信先空間（呼出し先空間）にお
いて、前記ＩＮＴ命令実行開始のプログラム（モジュー
ル）の番地（アドレス）をセットし、管理空間８から発
信先空間（呼出し先空間）へ制御をいこうする（ステッ
プ３１０）。

【００３７】前記発信先空間（呼出し先空間）では、前
記ＩＮＴ命令を実行する（ステップ３１１）。また、前
記ステップ３０３において、例外を発生した命令が都県
命令であり、ＩＲＥＴ／ＲＥＴであると解析された場
合、前記管理空間８は、ＩＲＥＴ／ＲＥＴ命令を実行し
たモジュールを呼出した呼出元モジュールの発信したベ
クタ番号や機能を含む呼出し情報を復元する（ステップ
３１２）。

【００３８】前記呼出し情報に基いて必要なメモリデー
タを呼出し先空間から呼出し元空間へ複写し（ステップ
３１３）、複写後のメモリデータを示すように歩忌んた
情報を修正する（ステップ３１４）。

【００３９】そして、前記ＩＲＥＴ／ＲＥＴを含む呼出
し元モジュールへの戻り番地を復元し（ステップ３１
５）、制御を前記戻り番地へ復元させる（ステップ３１
６）。一方、前記ステップ３０３において前記管理空間
８が、例外を発生させた命令が特権命令であり、それが
ＩＮＴ命令及びＩＲＥＴ／ＲＥＴ命令以外の特権命令で
あると解析した場合は、制御を戻すべき呼出し元空間の
モジュールの番地を保存する（ステップ３１７）。

【００４０】そして、呼出し先空間へ制御を移行し、そ
こで、前記特権命令を実行させ（ステップ３１８）、実
行終了後に前記特権命令発信元（呼出し元）へ前記管理
空間８を経て制御を復帰させる（ステップ３１９）。

【００４１】さらにまた、前記ステップ３０３において
前記管理空間８が、発生した例外はメモリ保護例外であ
り、それはＣＡＬＬ命令により発生した例外であると解
析した場合、前記ＣＡＬＬ命令発信元空間（呼出し元空
間）における制御の戻るべき番地を保存する（ステップ
３２０）。

【００４２】前記ＣＡＬＬ命令の呼出し情報より呼出す
べきモジュールの番地を検出し（ステップ３２１）、前
記モジュールが存在する空間を検索する（ステップ３２
２）。

【００４３】そして、前記呼出し情報に基いて、前記Ｃ
ＡＬＬ命令を実行する際に必要なメモリデータをＣＡＬ
Ｌ命令発信元空間（呼出し元空間）から呼出し先空間へ
複写し（ステップ３２３）、呼出し先空間において複写
後のメモリデータを示すようにポインタ情報を修正する
（ステップ３２４）。

【００４４】さらに、前記ＣＡＬＬ命令実行開始モジュ
ールの番地をセットして制御を管理空間８より前記呼出
し先空間へ移行し（ステップ３２５）、そこで当該モジ
ュールを実行する（ステップ３２６）。

【００４５】前記ステップ３０３において、前記管理空
間８が発生したメモリ保護例外はメモリ転送命令によっ
て発生したと解析した場合、制御の戻るべき番地即ち前
記メモリ転送命令発信元モジュールの番地を保存し（ス
テップ３２７）、保護例外の対称となるメモリ転送命令
を受けるべきモジュールの番地を検出する（ステップ３
２８）。そして、転送の対象となるメモリが存在するＤ
ＯＳ空間を検索し（ステップ３２９）、当該管理空間８
は前記メモリにアクセスして（ステップ３３０）、その
メモリと当該仮想空間の制御を前記呼出し元モジュール
へ戻す（ステップ３３１、３３２）。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、アプリケーションプロ
グラムとシステムプログラムとオペレーティングシステ
ムカーネルを格納するメモリ領域を独立させたことによ
り、システムプログラムの拡大によりアプリケーション
プログラムの格納領域が圧迫されるのを防止できる。

【００４７】さらに、メモリ領域を自由に設定できるの
で、従来のオペレーティングシステムとの互換性を維持
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図

【図２】本実施例におけるオペレーティングシステムユ
ーザメモリの構成図

【図３】本実施例における各空間間の相互のインタフェ
ースを過程を示すフロー

【図４】本実施例に於ける各空間間の相互ノインタフェ
ースを過程を示すフロー

【図５】従来のオペレーティングシステムユーザメモリ
の構成図

【符号の説明】

１・・アプリケーションプログラム格納空間 ２・・オペレーティングシステム用システムプログラム
格納空間 ３・・オペレーティングシステムカーネル格納空間 ４・・管理空間 ５・・アプリケーションプログラム格納空間 ６・・ＭＳ−ＤＯＳ用システムプログラム格納空間 ７・・ＭＳ−ＤＯＳカーネル格納空間 ８・・管理空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 割り込みベクタテーブルとオペレーティ
   ングシステムカーネルと常駐型のシステムプログラムと
   アプリケーションプログラムとを含むオペレーティング
   システムユーザメモリの管理方式において、 前記割り込みベクタテーブル（３ａ）及びオペレティン
   グシステムカーネル（３ｂ）を格納するオペレーティン
   グカーネル格納空間３と、 前記割り込みベクタテーブル（３ａ）と同等の大きさを
   有する常駐の空き領域である割り込みベクタテーブルイ
   メージ（２ａ）・前記オペレティングシステムカーネル
   （３ｂ）と同等の領域を有する常駐の空き領域であるオ
   ペレーティングシステムカーネルイメージ（２ｂ）、及
   びシステムプログラム（２ｃ）を格納するシステムプロ
   グラム格納空間（２）と、 前記ベクタテーブルイメージ（１ａ）・オペレーティン
   グシステムカーネルイメージ（１ｂ）、及びアプリケー
   ションプログラム（１ｃ）を格納するアプリケーション
   プログラム格納空間（１）と、 前記各空間間のインタフェースを管理する管理空間
   （４）とを仮想空間上に配置し、 前記アプリケーション格納空間（１）又はシステムプロ
   グラム格納空間（２）よりシステムコール又はデータア
   クセスが発信されることにより当該仮想空間の制御は前
   記管理空間（４）により行い、前記管理空間（４）は前
   記システムコール又はデータアクセスを解析して何れの
   空間に制御を移行するかを判別し且つ移行し、移行先空
   間における前記システムコール又はデータアクセスに対
   応する処理の終了を検知して前記システムコール又はデ
   ータアクセス発信元空間へ制御を返還することを特徴と
   するオペレーティングシステムのメモリ管理方式。
2. 【請求項２】 前記オペレーティングシステムカーネル
   格納空間（３）と、システムプログラム格納空間（２）
   と、アプリケーションプログラム格納空間（１）には特
   権レベル３を与えると共に、前記管理空間（４）に特権
   レベル０を与えることを特徴とする請求項１記載のオペ
   レーティングシステムのメモリ管理方式。