JPH0612302A - ファイルアクセス処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、二次記憶装置上に展開されるファイ
ルへのアクセス処理を実行するファイルアクセス処理方
式に関し、異なる種類のファイルに対して同一の方式で
もってアクセスできるようにすることを目的とする。 【構成】仮想領域のページング機能を用いて、二次記憶
装置２上に展開されるファイル２０の内容を実メモリ１
１に読み込むことで、ユーザ空間１０がファイルデータ
を仮想領域でアクセス可能にするとともに、仮想領域の
ページング機能を用いて、更新した仮想領域の内容であ
るファイルデータを二次記憶装置２上のファイル２０に
反映させていくように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二次記憶装置上に展開
されるファイルへのアクセス処理を実行するファイルア
クセス処理方式に関し、特に、異なる種類のファイルに
対して同一の方式でもってアクセスできるようにするフ
ァイルアクセス処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の計算機システムでは、磁気ディス
ク、ＲＡＭディスク、光ディスク等の二次記憶装置上の
領域をファイルとして使用する場合、ファイルの種類に
応じた固有のアクセス機能を提供している。

【０００３】例えば、リード関数／ライト関数を用意す
ることで、ファイルへのアクセスを実現する構成を採っ
たり、ロードモジュールライブラリと呼ばれる実行形式
のファイルを用意することで、ファイルへのアクセスを
実現するといったように、ファイルの種類に応じた固有
のアクセス機能を用意する構成を採っている。

【０００４】リード関数／ライト関数が用意されるとき
には、アプリケーションプログラムは、アクセス対象の
ファイルをオープンした後、ファイルからデータを読み
込むときには、リード関数を発行してファイルのデータ
を読み込み、また、ファイルにデータをライトするとき
には、ライト関数を発行してファイルにデータを書き込
んでから、ファイルをクローズしていくことで、二次記
憶装置上に展開されるファイルへのアクセス処理を実行
する。

【０００５】一方、実行形式のファイルが用意されると
きには、アプリケーションプログラムは、アクセス対象
となる実行形式のファイル（ロードモジュール）をメモ
リに読み込んで実行していくことで、二次記憶装置上に
展開されるファイルへのアクセス処理を実行する。

【０００６】このように、従来技術では、ファイルの種
類に応じた固有のアクセス機構を用意する構成を採っ
て、このアクセス機構に従って、二次記憶装置上に展開
されるファイルへのアクセス処理を実行していくという
方法を採っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、二次記憶装置上に展開されるファイ
ルに対して、システムの用意する特別のアクセス機構を
用いてアクセスを実行していく必要があることから、ユ
ーザは、ファイルの種類に応じてアクセス機構を使い分
けていかなくてはならないという問題点があった。

【０００８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、二次記憶装置上に展開される異なる種類のフ
ァイルに対して同一の方式でもってアクセスできるよう
にする新たなファイルアクセス処理方式の提供を目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。１は本発明を具備するデータ処理装置、２
はデータ処理装置１の備える二次記憶装置、３はデータ
処理装置１の備える外部ページ記憶装置である。この二
次記憶装置２は、データ処理装置１のデータ処理の遂行
に必要となるファイル２０を展開し、外部ページ記憶装
置３は、データ処理装置１の実メモリが満杯になったと
きにおける仮想ページのデータの退避域として用いられ
る。

【００１０】データ処理装置１は、ユーザ空間１０と、
実メモリ１１と、入出力モジュール１２と、ページテー
ブル１３と、アクセステーブル１４と、アクセスモジュ
ール１５と、アクセス環境開設モジュール１６と、ペー
ジイン処理モジュール１７と、ページアウト処理モジュ
ール１８とを備える。

【００１１】ユーザ空間１０は、ファイル２０をアクセ
スしつつデータ処理を実行する。実メモリ１１は、仮想
ページのデータや、ファイル２０のデータを展開する。
入出力モジュール１２は、二次記憶装置２や外部ページ
記憶装置３との間のインタフェース処理を実行する。

【００１２】ページテーブル１３は、仮想ページのデー
タが実メモリ１１のどの記憶領域に展開されているかを
管理するとともに、仮想ページの各種制御情報を管理す
る。アクセステーブル１４は、仮想ページとファイル２
０の展開先となる二次記憶装置２のブロック番号との対
応関係を管理する。

【００１３】アクセスモジュール１５は、ページテーブ
ル１３を参照することでユーザ空間１０の要求する仮想
ページの実メモリ１１上の展開位置を特定して、その特
定した位置に展開されるデータを読み出してユーザ空間
１０に渡す。アクセス環境開設モジュール１６は、ユー
ザ空間１０がファイル使用開始要求を発行するときに、
アクセステーブル１４を作成する。ページイン処理モジ
ュール１７は、ファイル２０のデータを実メモリ１１に
ページインして、ページテーブル１３に対応のデータを
登録する。ページアウト処理モジュール１８は、実メモ
リ１１にページインされている更新されたファイル２０
のデータをファイル２０にページアウトして、ページテ
ーブル１３の対応データを削除する。

【００１４】

【作用】本発明では、ユーザ空間１０がファイル使用開
始要求を発行すると、アクセス環境開設モジュール１６
は、要求のあるファイル２０と同じサイズを持つユーザ
空間１０の仮想ページを獲得するとともに、その獲得し
た仮想ページと、そのファイル２０の展開ブロック番号
との対応関係に従ってアクセステーブル１４を作成す
る。そして、その獲得した仮想ページのアドレス情報を
ユーザ空間１０に渡す。

【００１５】この後、ユーザ空間１０は、アクセス環境
開設モジュール１６から通知されたアドレス情報に従っ
て、ファイル２０のデータをアクセスすべく仮想ページ
をアクセスモジュール１５に発行する。このアクセス要
求を受け取ると、アクセスモジュール１５は、ページテ
ーブル１３を参照することで、アクセス要求のあるファ
イル２０のデータが実メモリ１１のどの記憶領域に展開
されているかをチェックする。この時点では、未だファ
イル２０のデータは実メモリ１１に展開されていないこ
とから、アクセスモジュール１５は、ページイン処理モ
ジュール１７に対してページフォルトを通知する。

【００１６】アクセスモジュール１５からページフォル
トを受け取ると、ページイン処理モジュール１７は、ア
クセステーブル１４の管理データに従って、アクセス要
求のある仮想ページに対応付けられるブロック番号を特
定する。続いて、そのブロック番号の指す二次記憶装置
２の記憶領域からファイル２０のデータを読み出して実
メモリ１１にページインするとともに、そのときの仮想
ページと、実メモリ１１上の展開位置情報との対応関係
をページテーブル１３に登録する。そして、ユーザ空間
１０に対して、ページフォルトを発生させた命令の再実
行を指示していく。

【００１７】このようにして、ファイル２０のデータが
実メモリ１１にページインされると、アクセスモジュー
ル１５は、ユーザ空間１０から仮想ページを指定してフ
ァイル２０のデータのアクセス要求があると、ページテ
ーブル１３を参照することで、アクセス要求のあるファ
イル２０のデータが実メモリ１１のどの記憶領域に展開
されているかを特定して、その特定した展開位置からフ
ァイル２０のデータを読み出してユーザ空間１０に渡し
ていく。

【００１８】一方、ユーザ空間１０は、データ処理を終
了すると、ページアウト処理モジュール１８に対して、
ファイル使用終了要求を発行する。この発行を受け取る
と、ページアウト処理モジュール１８は、ページテーブ
ル１３の制御情報を参照することで、更新されていて、
かつファイル２０に書き出されていないファイルデータ
に対応付けられる仮想ページを特定する。そして、アク
セステーブル１４の管理データに従って、その特定した
仮想ページに対応付けられるブロック番号を特定して、
そのブロック番号の指す二次記憶装置２の記憶領域にそ
のファイルデータをページアウトするとともに、アクセ
ステーブル１４を解消し、更に、その仮想ページに関連
付けられる管理データをページテーブル１３から削除し
て処理を終了する。

【００１９】なお、図示しない本来のページング制御ル
ーチンは、実メモリ１１が満杯になることでページアウ
トしなければならなくなると、ページアウト対象のデー
タがファイルデータであるときには、外部ページ記憶装
置３にページアウトするのではなくて、二次記憶装置２
上のファイル２０にページアウトしていくことになる。

【００２０】このように、本発明では、ページング制御
に従って、ユーザ空間１０が自分の仮想空間の仮想領域
の内容を参照・更新することで、二次記憶装置２に展開
されるファイル２０の内容の参照・更新を実現できるよ
うになることから、様々な種類のファイル２０を統一的
なインタフェースの下にアクセスできるようになる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図１で説明したように、本発明では、仮想領域のペ
ージング機能を用いて、二次記憶装置２上に展開される
ファイル２０の内容を実メモリ１１に読み込むことで、
ユーザ空間１０がファイルデータを仮想領域でアクセス
可能にするとともに、仮想領域のページング機能を用い
て、更新した仮想領域の内容であるファイルデータを二
次記憶装置２上のファイル２０に反映させていく構成を
採るものである。

【００２２】この構成を実現するために、カーネルに展
開されるアクセス環境開設モジュール１６は、ユーザ空
間１０がファイル使用要求システムコールを発行する
と、要求のあるファイル２０と同じサイズを持つユーザ
空間１０の仮想ページを獲得して、その獲得した仮想ペ
ージのアドレス情報をユーザ空間１０に復帰値として返
すとともに、図２に示すように、カーネル内に、アクセ
ステーブル１４を生成する処理を実行する。

【００２３】図３に、このアクセス環境開設モジュール
１６により生成されるアクセステーブル１４と、仮想領
域のページング制御の実行のために用いられるページテ
ーブル１３との関係を図示する。ここで、１９はセクシ
ョンテーブルであって、ユーザ空間１０の仮想ページが
どのページテーブル１３で管理されているかを管理する
とともに、ユーザ空間１０の仮想ページがアクセステー
ブル１４のどのエントリに登録されているのかを管理す
るものである。

【００２４】ページテーブル１３は、仮想領域のページ
ング制御を実現するために、仮想ページのデータが実メ
モリ１１のどの記憶領域に展開されているかを管理する
とともに、その仮想ページに対してアクセス権があるか
否かや、その仮想ページのデータが更新されたか否か等
の各種の制御情報を管理する。

【００２５】一方、本発明で新たに展開するアクセステ
ーブル１４は、ファイルデータ用に獲得される仮想ペー
ジと、そのファイルデータの二次記憶装置２上のブロッ
ク番号との対応関係を管理する。すなわち、アクセステ
ーブル１４は、図４に示すように、ユーザ空間１０の仮
想ページが二次記憶装置２のブロック番号ｉのファイ
ルデータに対応付けられ、仮想ページがブロック番号
iiのファイルデータに対応付けられるというように、フ
ァイルデータ用に獲得される仮想ページと、そのファイ
ルデータの展開先ブロック番号との対応関係を管理する
ものである。なお、１つのファイル２０に対して複数の
使用要求がある場合があるから、このアクセステーブル
１４は、仮想ページとブロック番号を多対１対応に管理
することもある。

【００２６】ユーザ空間１０は、発行したファイル使用
要求システムコールに応答して、アクセス環境開設モジ
ュール１６からファイルデータに対応付けられる仮想ペ
ージのアドレス情報を受け取ると、データ処理実行時
に、このファイルデータが必要となるときには、この仮
想ページを指定してカーネル内のページング制御ルーチ
ンに対してファイルデータのアクセス要求を発行する。
このアクセス要求を受け取ると、ページング制御ルーチ
ンは、セクションテーブル１９を介してページテーブル
１３を参照することで、アクセス要求のあるファイルデ
ータが実メモリ１１のどの記憶領域に展開されているか
をチェックする。この時点では、未だファイル２０のデ
ータは実メモリ１１に展開されていないことから、ペー
ジング制御ルーチンは、ページフォルトを発生すること
になる。

【００２７】ページフォルトが発生すると、図５に示す
ように、ページング制御ルーチン内のページイン処理モ
ジュール１７に設けられるページイン要求処理モジュー
ル１７０は、アクセス要求の仮想ページに対応付けられ
るページテーブル１３を参照することで、アクセス要求
元のユーザ空間１０のアクセス権の有無を検査し、アク
セス権を有するときには、アクセス環境開設モジュール
１６により生成されたアクセステーブル１４の管理デー
タに従って、アクセス要求の仮想ページに対応付けられ
るブロック番号を特定する。そして、そのブロック番号
の指す二次記憶装置２の記憶領域からファイル２０のデ
ータを読み出して実メモリ１１にページインするととも
に、ページインした仮想ページと、その実メモリ１１上
の展開位置情報との対応関係をページテーブル１３に登
録する。

【００２８】ページイン要求処理モジュール１７０によ
るページイン処理が完了すると、ページイン処理モジュ
ール１７に設けられるページイン完了処理モジュール１
７１は、ユーザ空間１０に対して、ページフォルトの発
生した命令の再実行を指示する。この指示に従って、ユ
ーザ空間１０は、再び仮想ページを指定してカーネル内
のページング制御ルーチンに対してファイルデータのア
クセス要求を発行し、このアクセス要求を受けて、ペー
ジング制御ルーチンは、セクションテーブル１９を介し
てページテーブル１３を参照することで、アクセス要求
のあるファイルデータが実メモリ１１のどの記憶領域に
展開されているかを特定し、これにより、ユーザ空間１
０はファイルデータをアクセスできる。

【００２９】このようにして、ファイルデータがページ
インされると、ユーザ空間１０は、通常のページング制
御と同様に、ファイルデータに対応付けられる仮想ペー
ジを指定してアクセス要求を発行することで、ファイル
データにアクセスすることが可能になるので、データ処
理実行時に、この方法に従ってファイルデータへのアク
セスを実行していくことになる。このとき、ファイルデ
ータを更新したときには、ページテーブル１３にその旨
が記録されていくことになる。

【００３０】ユーザ空間１０は、データ処理を終了する
と、ファイル使用解除要求システムコールをカーネルに
発行する。この発行を受け取ると、図６に示すように、
ページング制御ルーチン内のページアウト処理モジュー
ル１８に設けられるページアウト要求処理モジュール１
８０は、ページテーブル１３の制御情報を参照すること
で、更新されていて、かつファイル２０に書き出されて
いないファイルデータに対応付けられる仮想ページを特
定する。そして、アクセステーブル１４の管理データに
従って、その特定した仮想ページに対応付けられるブロ
ック番号を特定して、そのブロック番号の指す二次記憶
装置２の記憶領域にそのファイルデータをページアウト
するとともに、ページテーブル１３の対応データを削除
する。

【００３１】ページアウト要求処理モジュール１８０に
よるページアウト処理が完了すると、ページアウト処理
モジュール１８に設けられるページアウト完了処理モジ
ュール１８１は、アクセステーブル１４を解消してファ
イル使用解除要求システムコール発行元のユーザ空間１
０に制御を渡して処理を終了する。

【００３２】このようにして、本発明では、ユーザ空間
１０は、ページング制御に従ってファイル２０のデータ
にアクセスする構成を採るものである。本発明は、メッ
セージ・パッシング構成を採るサーバ・クライアント型
のデータ処理システムに対してもそのまま適用できるも
のである。

【００３３】例えば、図７に示すように、サーバ３０に
アクセス環境開設モジュール１６を展開し、ユーザ空間
となるクライアント３１がファイル使用要求システムコ
ールをサーバ３０に発行する構成を採って、クライアン
ト３１からファイル使用要求システムコールを受け取る
と、このサーバ３０のアクセス環境開設モジュール１６
が、カーネル内にアクセステーブル１４を生成してい
く。

【００３４】続いて、クライアント３１は、この生成さ
れたアクセステーブル１４を使って、図５で説明したカ
ーネルに展開されるページイン要求処理モジュール１７
０及びページイン完了処理モジュール１７１に従って、
ページフォルトを解決しつつページング制御に従ってフ
ァイルデータをアクセスしていく。

【００３５】そして、例えば、図８に示すように、サー
バ３０にアクセス環境閉塞モジュール４０を展開し、ク
ライアント３１がファイル使用解除要求システムコール
をサーバ３０に発行する構成を採って、クライアント３
１からファイル使用解除要求システムコールを受け取る
と、このサーバ３０のアクセス環境閉塞モジュール４０
が、カーネル内のページアウト要求処理モジュール１８
０及びページアウト完了処理モジュール１８１に制御を
渡していくことで、更新されたファイルデータの書出処
理を実行していく。

【００３６】このようにして、メッセージ・パッシング
構成を採るサーバ・クライアント型のデータ処理システ
ムに対しても本発明は適用できるのである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ユーザ空間は、自分の仮想空間の仮想領域の内容を参照
・更新することで、二次記憶装置に展開されるファイル
の内容の参照・更新を実現できるようになる。これか
ら、様々な種類のファイルを統一的なインタフェースの
下にアクセスできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】アクセス環境開設モジュールの処理の説明図で
ある。

【図３】本発明のテーブル関連図である。

【図４】アクセステーブルの管理データの説明図であ
る。

【図５】本発明の処理の説明図である。

【図６】本発明の処理の説明図である。

【図７】サーバ・クライアント型のデータ処理システム
に対しての適用例図である。

【図８】サーバ・クライアント型のデータ処理システム
に対しての適用例図である。

【符号の説明】

１ データ処理装置 ２ 二次記憶装置 ３ 外部ページ記憶装置 １０ ユーザ空間 １１ 実メモリ １２ 入出力モジュール １３ ページテーブル １４ アクセステーブル １５ アクセスモジュール １６ アクセス環境開設モジュール １７ ページイン処理モジュール １８ ページアウト処理モジュール ２０ ファイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次記憶装置上に展開されるファイルへ
   のアクセス処理を実行するファイルアクセス処理方式に
   おいて、 ユーザ空間がファイル使用開始要求を発行するときに、
   ユーザ空間の仮想ページを獲得するとともに、該仮想ペ
   ージとファイルの展開先ブロック番号との対応関係を管
   理するアクセステーブル(14)を生成するアクセス環境開
   設モジュール(16)と、 ユーザ空間がファイルをアクセスすべく仮想ページをア
   クセスするときにあって、ページフォルトが発生する場
   合には、上記アクセステーブル(14)の管理データに従っ
   て該仮想ページに対応付けられるブロック番号を特定し
   て、該ブロック番号の指す二次記憶装置の記憶領域から
   ファイルデータをページインするページイン処理モジュ
   ール(17)と、 ユーザ空間がファイル使用終了要求を発行するときに、
   更新されていて、かつファイルに書き出されていないフ
   ァイルデータに対応付けられる仮想ページを特定すると
   ともに、上記アクセステーブル(14)の管理データに従っ
   て該仮想ページに対応付けられるブロック番号を特定し
   て、該ブロック番号の指す二次記憶装置上の記憶領域に
   該ファイルデータをページアウトするとともに、上記ア
   クセステーブル(14)を解消するページアウト処理モジュ
   ール(18)とを備えることで、ページング制御に従って、
   ファイルをアクセスしていくよう処理することを、 特徴とするファイルアクセス処理方式。
2. 【請求項２】 請求項１記載のファイルアクセス処理方
   式において、 ページイン処理モジュール(17)は、ページイン処理の終
   了後に、ページフォルトを発生させた命令の再実行を指
   示していくよう処理することを、 特徴とするファイルアクセス処理方式。