JPS6143743B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、多重仮想記憶方式を採用する計算機
システムにおいて、仮想空間の個別領域を他の仮
想空間から動的に共用できるようにし、その個別
領域をオーバレイ・ロードモジユールの退避用領
域として利用することにより、高速なオーバレイ
制御を可能にした仮想空間共用によるオーバレイ
制御方式に関するものである。

(2) 技術の背景 近年、主記憶容量の制限を徹廃すると共に、処
理効率の向上を図るために、多重仮想記憶方式を
採用する計算機システムが多くなつてきている。
多重仮想記憶方式においては、例えばあるまとま
つた処理を実行するジヨブ毎に仮想空間を割当
て、この仮想空間をアドレス変換テーブルである
セグメントテーブルおよびページテーブルによつ
て実空間に対応づけるようにされる。

仮想アドレスを例えば24ビツトで表わすとする
と、１つの仮想空間は16メガバイトの大きさを持
つ。一般に、この仮想空間は、例えばシステムの
核部分やシステム全体の制御にかかわる制御表等
の領域の各仮想空間に実質的に共通なシステム共
通領域と、各仮想空間毎に固有な内容をもつ個別
領域とを有する。特に大規模なシステムにおいて
は、システムの高機能化や制御の多様化のため
に、上記システム共通領域のサイズが増大し、そ
の分だけ上記個別領域を縮小することを余儀なく
されているが、一方、所望のサービスを実現する
ための巨大ジヨブは大きな個別領域を必要として
いる。

(3) 従来技術と問題点 従来、システム共通領域についてのセグメント
テーブルおよびページテーブルは、例えばプロト
タイプをコピーまたはポイントするなどして各仮
想空間が共通となるようにされていたが、個別領
域についてはそれぞれ独自にページテーブルをも
つようにされ、従つて以下のような問題が生じて
いた。

個別領域を各仮想空間で共用できないために、
共通に使用できるロードモジユールであつても、
個別領域に対しては、各仮想空間ごとにそれぞれ
別々にローデイングする必要が生じ、そのためロ
ーデイングに要する入出力の負荷の比率が高まる
という問題があつた。もし、これらのロードモジ
ユールを上記システム共通領域にローテイングす
るとすれば、仮想アドレスを占有することとなる
ので、共用を必要としない空間に対しての個別領
域に無用の圧迫を加えることになる。

このような領域に対する圧迫を少なくするため
に、１つの仮想空間において同一の仮想アドレス
を有し、かつ排他的に動作する複数のロードモジ
ユールを交互にロードするオーバレイ制御が用い
られている。このオーバレイ制御を行う場合、従
来、必ず磁気デイスク装置などへの入出力を必要
としていた。そのため、迅速な処理ができなくな
ると共に、入出力装置に対する負荷が増大すると
いう欠点があつた。従つて、特にシステム共通領
域で動作するシステム全体の制御処理を行うロー
ドモジユールでは、オーバレイを用いることは現
実的にできず、それがシステム共通領域を増大さ
せる原因となつたいた。

(4) 発明の目的 本発明は上記問題点の解決を図り、仮想空間の
個別領域の動的共用を可能にして、その共用され
る仮想空間を利用することにより、オーバレイ制
御を迅速に行い得るようにすることを目的として
いる。

(5) 発明の構成 本発明の仮想空間共用によるオーバレイ制御方
式は、各仮想空間に共通な内容を持つシステム共
通領域と、各仮想空間毎に固有な内容を持つ個別
領域とを備え、上記各仮想空間毎にアドレスをマ
ツピングするテーブルによつて実空間との対応を
とるようにされた仮想記憶制御を行うシステムで
あつて、仮想空間における指定されたオーバレイ
用領域に複数のロードモジユールを交互にロード
する制御を行うオーバレイ制御方式において、 上記個別領域が他の仮想空間と共用される共用
仮想空間上における当該個別領域に、オーバレ
イ・ロードモジユール退避用領域を設定する手段
と、ロードモジユールの上記オーバレイ用領域へ
のロード要求に対し、当該オーバレイ用領域が他
のロードモジユールによつて占められていると
き、当該他のロードモジユールを、上記アドレス
をマツピングするテーブルを更新することによ
り、上記オーバレイ・ロードモジユール退避用領
域に退避する手段と、 上記オーバレイ用領域に対し、ロード要求が出
されたロードモジユールが、上記オーバレイ・ロ
ードモジユール退避用領域に退避されている状態
にあるとき、上記アドレスをマツピングするテー
ブルを更新することにより、当該ロードモジユー
ルを上記オーバレイ用領域に用意する手段とを備
えたことを特徴としている。

(6) 発明の実施例 以下図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明に関連する仮想空間の共用を説
明する図第２図は共用の仮想空間割当部の処理動
作説明図を示す。

本発明の一実施例であるオーバレイ制御方式を
説明する前に、まず、本発明に関連する仮想空間
の動的共用について、第１図および第２図に従つ
て説明する。第１図において１はデータ処理装
置、２は応用処理部、３はシステム制御部、４は
共用仮想空間割当部、５は多重仮想空間、６−０
は共用仮想空間、６−１ないし６−３は通常の仮
想空間、７−１ないし７−３はセグメントテーブ
ル（SGT）、８−０および８−１はページテーブ
ル（PGT）、９−０ないし９−３は領域、１０は
実メモリ、１１−０および１１−１は実メモリ上
の領域、１２は磁気デイスク、１３はロードモジ
ユールライブラリを表わす。

データ処理装置１は、制御レジスタ（図示省
略）がポイントするセグメントテーブルおよびそ
のセグメントテーブルがポイントするページテー
ブルをもとに、仮想アドレスから実メモリ１０上
の実アドレスへの動的アドレス変換を行い、遂次
命令をフエツチしては実行処理する。この動的ア
ドレス変換の機構については、周知の技術である
ので詳細な説明は省略する。

応用処理部２は仮想空間６−１ないし６−３の
特に個別領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で動作し、利用者
の要求に対する処理を行うものである。システム
制御部３は各仮想空間６−１ないし６−３に共通
なシステム共通領域Ｃで動作し、応用処理部２の
処理のサポートを行うと共に、システム全体の制
御を行う。

各仮想空間６−１ないし６−３は、例えば24ビ
ツトでアドレスが表現されるとすると、それぞれ
16メガバイトの大きさをもつ。例えば仮想空間６
−１上の領域Ｂ・９−１はセグメントテーブル７
−１および実ページアドレスが仮想ページアドレ
スに対応して格納されたページテーブル８−１に
よつて実メモリ１０上の実アドレスに変換され、
実メモリ上の領域１１−１に対応づけられる。従
来、個別領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３については、上記
ページテーブル８−１等は独自にもつようにさ
れ、従つて例えば仮想空間６−２と仮想空間６−
３とは個別領域Ｐ２，Ｐ３において共通な領域を
持つことはできなかつた。そのため、例えば仮想
空間６−２と仮想空間６−３とでジヨブ間通信を
行うとか共通のロードモジユールを使用するとい
つた場合には、それに必要な領域をシステム共通
領域Ｃに設けなければならないこととなり、無関
係な仮想空間６−１に対しても影響を及ぼすこと
となる。

この例においては、次のように解決される。個
別領域に仮想空間との共用領域を必要とする仮想
空間で動作する応用処理部２は、必要時に動的に
その領域を共用仮想空間割当部４に要求する。共
用仮想空間割当部４は共用仮想空間６−０を新た
に開設し、その個別領域Ｐ０上に領域９−０を確
保する。領域９−０を確保することによつてペー
ジテーブル８−０が作成され、その領域９−０の
仮想アドレスａと実アドレスｒ０とが対応づけら
れることになる。例えば要求元が仮想空間６−２
だとするとそのセグメントテーブル７−２から共
用仮想空間６−０のページテーブル８−０をポイ
ントするようにする。そうすれば仮想空間６−２
の領域９−２は実メモリ上の領域１１−０に対応
づけられることになる。一方同じ領域について仮
想空間６−３からの共用要求が出されたとする。
共用仮想空間割当部４は、既にページテーブル８
−０が作成されているのでそのページテーブル８
−０をセグメントテーブル７−３からポイントす
るようにする。こうすることによつて、領域９−
３も実メモリ上の領域１１−０に対応づけられ、
仮想空間６−２および６−３の個別領域Ｐ２，Ｐ
３上における領域共用が可能となる。この共用領
域に、例えば磁気デイスク装置１２等の外部記憶
装置上のロードモジユールライブラリ１３からロ
ードモジユールをローデイングすれば、そのロー
ドモジユールを共用することができ、メモリの節
約とローデイングのためＩ／Ｏ回数を減少させる
ことができる。なお、共用を望まない仮想空間６
−１は、独自のページテーブル８−１を有するの
で、上記共用領域に無関係に個別領域Ｐ１の全部
を使用することができる。

次に、第２図に従つて共用仮想空間割当部４の
処理動作について説明する。共用仮想空間割当部
４は、共用要求に対し、まず機密保護のために共
用資格があるかどうかをチエツクする（第２図処
理）。共用資格がない場合には、エラーで返
す。次に、共用仮想空間が既に開設されているか
どうかを判定する（第２図処理）。まだ、開設
されていない場合には、共用仮想空間も開設する
（第２図処理）。すでに開設されているときに
は、その中に指定された領域が存在するかどうか
調べる（第２図処理）。共用仮想空間を新たに
開設した場合および既に開設されていても指定領
域が存在しない場合には、その共用仮想空間に領
域を確保し、ページテーブルを作成する（第２図
処理）。次に、共用仮想空間のページテーブル
の実アドレスを得て（第２図処理）、要求元仮
想空間のセグメントテーブルからポイントし（第
２図処理）、処理を終了する。

第３図は本発明の一実施例構成、第４図は領域
管理テーブル説明図、第５図は応用処理部の処理
動作例、第６図は仮想ロード／ストア処理部の処
理動作説明図、第７図はシステム共通領域につい
てのオーバレイの例を示す。

図中、符号１ないし３，６−０ないし６−３，
７−１，８−０および８−１，１０，１２は第１
図に対応し、１４は仮想ロード／ストア処理部、
１５は領域管理テーブル、１６はオーバレイ用領
域、１７は退避用領域、１８はロードモジユール
を表わす。

例えば、１つの仮想空間において、限られた領
域を有効に利用するために、排他的に動作する複
数のロードモジユールが交互にその領域を占有し
て使用するようなオーバレイが用いられている。
従来、オーバレイされているロードモジユールの
切替えには必ず磁気デイスク装置等へのＩ／Ｏを
必要とした。そのため、迅速な処理を行う場合に
は、オーバレイを用いることができなかつたが、
本発明によりオーバレイを用いても高速処理が可
能となる。

第３図において、共用仮想空間６−０はオーバ
レイ退避用空間として用いられる。例えば、応用
処理部２が第５図図示の如く、モジユールＭ１と
モジユールＭ２とをオーバレイにより、領域Ａに
交互にロードし実行させるとする。応用処理部２
は、まずオーバレイ用領域Ａ・１６を確保する。
ページテーブル８−１が作成され、領域Ａ・１６
の使用が可能となる。領域Ａ・１６の大きさは、
オーバレイの対象となるロードモジユール１８の
サイズの最大のものに合わせるようにする。次に
仮想ロード／ストア処理部１４を呼出して、モジ
ユールＭ１を磁気デイスク装置１２から読出す。
モジユールＭ１の実行が終り、領域Ａ・１６をモ
ジユールＭ２に引き渡す場合、また仮想ロード／
ストア処理部１４を呼出す。仮想ロード／ストア
処理部１４は領域Ａ・１６のモジユールＭ１をモ
ジユールＭ２に置き換えるためにモジユールＭ１
を退避する。その退避領域として磁気デイスク装
置１２ではなく、共用仮想空間６−０の退避用領
域１７が用いられる。実際には、仮想空間６−１
の領域Ａ・１６についてのページテーブル８−１
へのセグメントテーブル７−１からのポインタ
を、共用仮想空間６−０のページテーブル８−０
へのポインタと張りかえることによつて行う。従
つて、データの転送はなされず、極めて高速に処
理される。この処理においての領域の管理は、領
域管理テーブル１５によつて行われる。領域管理
テーブル１５には、例えば第４図図示のような内
容、すなわち、領域名、先頭アドレス、領域の大
きさ、対象ロードモジユール名とその各種状態情
報等が格納され、仮想ロード／ストア処理部１４
は領域管理テーブル１５を参照、更新しつつ処理
を実行する。モジユールＭ２がローデイングさ
れ、実行されて、再びモジユールＭ１が呼び出さ
れる場合には、すでにモジユールＭ１は共用仮想
空間６−０上に退避されて存在するので、ページ
テーブル８−０とページテーブル８−１との交換
がなされるだけでよい。モジユールＭ１が領域
Ａ・１６に呼出されると同時に、モジユールＭ２
の退避用領域１７へのストアが実行されることと
なる。上記の如く処理を繰返し、すべての処理が
終了した時点で応用処理部２は領域Ａ・１６を解
放する。領域管理テーブル１５上の領域Ａに関す
る情報も消去されることとなる。なお、上記処理
においてページテーブルへのポインタを張り換え
るかわりに、ページテーブル８−０およびページ
テーブル８−１の実アドレスの内容を更新しても
実質的に同じである。

仮想ロード／ストア処理部１４に対し、領域Ａ
へのモジユールＭ１の仮想ロード要求が出された
場合、仮想ロード／ストア処理部１４は第６図図
示の如く処理する。まず、領域ＡにモジユールＭ
１が存在するかどうかを領域管理テーブル１５に
よつて調べる（第６図処理）。モジユールＭ１
が既に存在する場合には、処理要求が満されてい
るのでそのまま処理を終了する。次に領域Ａが空
いているかどうかを調べる（第６図処理）。空
いている場合には、モジユールＭ１を磁気デイス
ク装置等からロードする（第６図処理）。例え
ば領域ＡにモジユールＭ２があり、空いていなか
つたとする。その場合には、まず退避用空間が開
設されているかどうかをチエツクする（第６図処
理）。開設されていないときには、退避用の仮
想空間を開設し（第６図処理）、モジユールＭ
２用の退避用領域を確保する（第６図処理）。
そして、セグメントテーブルのページテーブルへ
のポインタを交換し、モジユールＭ２を共用仮想
空間に退避して（第６図処理）、領域Ａにモジ
ユールＭ１をロードし（第６図処理）、処理を
終了する。

上記処理におけるチエツクにおいて、退避用
空間が開設されていることが判明したならば、モ
ジユールＭ１がそこに退避されているかどうかを
調べる（第６図処理）。退避されていない場合
には、上記処理以降の処理を行い、退避されて
いるときには、ページテーブルへのポインタを交
換して（第６図処理）、モジユールＭ１を領域
Ａに復帰させ処理を終了する。

上記オーバレイ制御は、システム共通領域Ｃの
ロードモジユールに対しても適用することができ
る。従来、例えば第７図Ａ図示の如く、それぞれ
排他的に動作するモジユールＭ１，Ｍ２，Ｍ３が
存在したとしても、処理スピードの点から、それ
ぞれ別個にシステム共通領域Ｃの領域を確保する
ようにされていた。本発明を適用して、第７図Ｂ
図示の如く、システム共通領域Ｃ上に領域Ａを確
保し、かつ共用仮想空間６−０の個別領域Ｐ０に
各ロードモジユールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の退避領域
を設けて、領域Ａを交互に使用すれば、処理スピ
ードの問題は解決され、システム共通領域Ｃを縮
小させることができる。

第８図は共用仮想空間を利用した本発明とは別
発明の例を示す。第８図図示の如く、共用仮想空
間６−０を仮想入出力制御用（VIO）空間として
確保し、指定されたデータセツトを予め読み込ん
で、ページデータにセツトとして蓄える。このペ
ージデータセツトについてのページテーブル８−
０を他の仮想空間６−１，６−２等のセグメント
テーブル７−１，７−２等からポイントするよう
にすれば、各仮想空間の間で仮想入出力の対象と
なるページデータセツトを共有することができ、
効率のよいデータセツトへのアクセスが可能とな
る。

上記処理をシステム内部で実行するようにすれ
ば、ユーザの処理モジユールを何んら変更する必
要なく、機能を拡張することができる。

(7) 発明の効果 以上説明した如く本発明によれば、共用仮想空
間上にオーバレイ・ロートモジユール退避用領域
を設け、オーバレイ対象となるロードモジユール
について、セグメント・テーブル、ページ・テー
ブル等を更新するだけで、オーバレイ用領域から
の退避およびオーバレイ用領域への復帰がなされ
るので、極めて高速なオーバレイ制御が可能にな
る。特に、オーバレイ制御に関連するCPU負荷
およびＩ／Ｏ負荷が少ないことから、システム共
通領域にロードされ、頻繁に実行されるロードモ
ジユールについても、オーバレイを導入しやすく
なり、システム共通領域を削減することも可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関連する仮想空間の共用を説
明する図、第２図は共用仮想空間割当部の処理動
作説明図、第３図は本発明の一実施例構成、第４
図は領域管理テーブル説明図、第５図は応用処理
部の処理動作例、第６図は仮想ロード／ストア処
理部の処理動作説明図、第７図はシステム共通領
域についてのオーバレイの例、第８図は共用仮想
空間を利用した本発明とは別発明の例を示す。 図中、１はデータ処理装置、２は応用処理部、
３はシステム制御部、４は共用仮想空間割当部、
５は多重仮想空間、６−０は共用仮想空間、６−
１ないし６−３は仮想空間、７−１ないし７−３
はセグメントテーブル、８−０および８−１はペ
ージテーブル、９−０ないし９−３は領域、１０
は実メモリ、１１−０および１１−１は実メモリ
領域、１２は磁気デイスク装置、１３はロードモ
ジユールライブラリ、１４は仮想ロード／ストア
処理部、１５は領域管理テーブル、１６はオーバ
レイ用領域、１７は退避用領域、１８はロードモ
ジユールを表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各仮想空間に共通な内容を持つシステム共通
   領域と、各仮想空間毎に固有な内容を持つ個別領
   域とを備え、上記各仮想空間毎にアドレスをマツ
   ピングするテーブルによつて実空間との対応をと
   るようにされた仮想記憶制御を行うシステムであ
   つて、仮想空間における指定されたオーバレイ用
   領域に複数のロードモジユールを交互にロードす
   る制御を行うオーバレイ制御方式において、 上記個別領域が他の仮想空間と共用される共用
   仮想空間上における当該個別領域に、オーバレ
   イ・ロードモジユール退避用領域を設定する手段
   と、 ロードモジユールの上記オーバレイ用領域への
   ロード要求に対し、当該オーバレイ用領域が他の
   ロードモジユールによつて占められているとき、
   当該他のロードモジユールを、上記アドレスをマ
   ツピングするテーブルを更新することにより、上
   記オーバレイ・ロードモジユール退避用領域に退
   避する手段と、 上記オーバレイ用領域に対し、ロード要求が出
   されたロードモジユールが、上記オーバレイ・ロ
   ードモジユール退避用領域に退避されている状態
   にあるとき、上記アドレスをマツピングするテー
   ブルを更新することにより、当該ロードモジユー
   ルを上記オーバレイ用領域に用意する手段とを備
   えたことを特徴とする仮想空間共用によるオーバ
   レイ制御方式。