JP2001022640A - メモリ管理方法 - Google Patents
メモリ管理方法Info
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- JP2001022640A JP2001022640A JP11189373A JP18937399A JP2001022640A JP 2001022640 A JP2001022640 A JP 2001022640A JP 11189373 A JP11189373 A JP 11189373A JP 18937399 A JP18937399 A JP 18937399A JP 2001022640 A JP2001022640 A JP 2001022640A
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- Japan
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- memory
- segment
- management
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- Pending
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- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ページング方式によるメモリ管理に加えてセ
グメント方式によるメモリ管理を備えることにより入出
力データ転送効率を向上させ得るメモリ管理方法を提供
する。 【解決手段】 ユーザプロセスプログラムおよび汎用メ
モリアロケーションのメモリ管理にはページング方式に
よるメモリ管理を行い、ユーザプロセスからの大量の入
出力要求に対応するバッファとしてセグメント方式によ
る物理的に連続したメモリを確保し、この確保したメモ
リをユーザプロセスのメモリ空間上にマップすることに
より外部記憶装置および外部入出力装置を含む外部装置
からのデータ転送を行う。
グメント方式によるメモリ管理を備えることにより入出
力データ転送効率を向上させ得るメモリ管理方法を提供
する。 【解決手段】 ユーザプロセスプログラムおよび汎用メ
モリアロケーションのメモリ管理にはページング方式に
よるメモリ管理を行い、ユーザプロセスからの大量の入
出力要求に対応するバッファとしてセグメント方式によ
る物理的に連続したメモリを確保し、この確保したメモ
リをユーザプロセスのメモリ空間上にマップすることに
より外部記憶装置および外部入出力装置を含む外部装置
からのデータ転送を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、仮想記憶方式によ
るマルチタスクを実現するオペレーティングシステムを
備えたコンピュータシステムにおけるメモリ管理方法に
関する。
るマルチタスクを実現するオペレーティングシステムを
備えたコンピュータシステムにおけるメモリ管理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、仮想記憶方式によるマルチタスク
を実現するオペレーティングシステムにおいてよく使用
される方法として、ページング方式によるメモリ管理が
ある。これは、オペレーティングシステムがメモリをペ
ージと呼ばれる小さい単位に分けて管理し、メモリ管理
装置を用いてプログラム上のリニアなアドレスをページ
管理テーブルに従って実際の物理メモリに変換すること
によりプログラムの実行やメモリの確保を行うものであ
る。
を実現するオペレーティングシステムにおいてよく使用
される方法として、ページング方式によるメモリ管理が
ある。これは、オペレーティングシステムがメモリをペ
ージと呼ばれる小さい単位に分けて管理し、メモリ管理
装置を用いてプログラム上のリニアなアドレスをページ
管理テーブルに従って実際の物理メモリに変換すること
によりプログラムの実行やメモリの確保を行うものであ
る。
【０００３】なお、この場合のページサイズは、通常シ
ステム全体、または１つのプロセスで唯一のユニークな
ものであり、例えば４〜８kbyte であることが多い。す
なわち、プログラム上ではリニアなアドレスでも、実際
に用いられる物理メモリはページサイズ単位に分割され
た不連続なメモリとなる。これらのメモリ管理方式で
は、基本的に一度の入出力単位はページサイズに制限さ
れる。
ステム全体、または１つのプロセスで唯一のユニークな
ものであり、例えば４〜８kbyte であることが多い。す
なわち、プログラム上ではリニアなアドレスでも、実際
に用いられる物理メモリはページサイズ単位に分割され
た不連続なメモリとなる。これらのメモリ管理方式で
は、基本的に一度の入出力単位はページサイズに制限さ
れる。
【０００４】一方、近年では動画像や音声などの連続し
たストリームデータをコンピュータ上で扱う要求が増大
し、これらの入出力は一度に大量のＤＭＡ（Direct Mem
oryAccess）転送を必要とする場合が多い。
たストリームデータをコンピュータ上で扱う要求が増大
し、これらの入出力は一度に大量のＤＭＡ（Direct Mem
oryAccess）転送を必要とする場合が多い。
【０００５】ページング方式による仮想記憶方式を実現
するオペレーティングシステムでは、このような一度の
大量のＤＭＡ転送の要求に対処するために、オペレーテ
ィングシステムの立ち上げときに、入出力を担当するデ
バイスドライバ内で静的に連続したバッファを確保し、
このバッファ内に一時的に転送した後、ユーザプログラ
ムエリアにコピーする方法が従来は採用されていた。
するオペレーティングシステムでは、このような一度の
大量のＤＭＡ転送の要求に対処するために、オペレーテ
ィングシステムの立ち上げときに、入出力を担当するデ
バイスドライバ内で静的に連続したバッファを確保し、
このバッファ内に一時的に転送した後、ユーザプログラ
ムエリアにコピーする方法が従来は採用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、ユーザプログラムがそのデバイスを使用していない
時でも、常に一定のメモリが取られることになり、メモ
リ利用効率が悪いという問題がある。
は、ユーザプログラムがそのデバイスを使用していない
時でも、常に一定のメモリが取られることになり、メモ
リ利用効率が悪いという問題がある。
【０００７】また、カーネル内にメモリを確保するた
め、カーネル内バッファとユーザプログラムとの間で少
なくとも一度のメモリ転送を行う必要があり、入出力の
スループットを低下させるという問題がある。
め、カーネル内バッファとユーザプログラムとの間で少
なくとも一度のメモリ転送を行う必要があり、入出力の
スループットを低下させるという問題がある。
【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ページング方式によるメモリ
管理に加えてセグメント方式によるメモリ管理を備える
ことにより入出力データ転送効率を向上させ得るメモリ
管理方法を提供することにある。
その目的とするところは、ページング方式によるメモリ
管理に加えてセグメント方式によるメモリ管理を備える
ことにより入出力データ転送効率を向上させ得るメモリ
管理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、仮想記憶方式によるマル
チタスクを実現するオペレーティングシステムを備えた
コンピュータシステムにおいて、ユーザプロセスプログ
ラムおよび汎用メモリアロケーションによる小容量のメ
モリ要求に対してはページング方式によるメモリ管理を
行い、ユーザプロセスからの大容量のメモリ要求に対し
てはセグメント方式による物理的に連続したメモリ領域
を確保するメモリ管理を行うことを要旨とする。
め、請求項１記載の本発明は、仮想記憶方式によるマル
チタスクを実現するオペレーティングシステムを備えた
コンピュータシステムにおいて、ユーザプロセスプログ
ラムおよび汎用メモリアロケーションによる小容量のメ
モリ要求に対してはページング方式によるメモリ管理を
行い、ユーザプロセスからの大容量のメモリ要求に対し
てはセグメント方式による物理的に連続したメモリ領域
を確保するメモリ管理を行うことを要旨とする。
【００１０】請求項１記載の本発明にあっては、ユーザ
プロセスプログラムおよび汎用メモリアロケーションの
メモリ管理にはページング方式によるメモリ管理を行
い、ユーザプロセスからの大容量のメモリ要求に対して
はセグメント方式による物理的に連続したメモリを確保
し、この確保したメモリをユーザプロセスのメモリ空間
上にマップすることにより外部記憶装置および外部入出
力装置を含む外部装置からのデータ転送を行うため、ユ
ーザからの大量の入出力要求を効率的に行い、入出力転
送効率を向上することができる。
プロセスプログラムおよび汎用メモリアロケーションの
メモリ管理にはページング方式によるメモリ管理を行
い、ユーザプロセスからの大容量のメモリ要求に対して
はセグメント方式による物理的に連続したメモリを確保
し、この確保したメモリをユーザプロセスのメモリ空間
上にマップすることにより外部記憶装置および外部入出
力装置を含む外部装置からのデータ転送を行うため、ユ
ーザからの大量の入出力要求を効率的に行い、入出力転
送効率を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
メモリ管理方法を実施するコンピュータシステムの構成
を示す図である。同図において、１は中央演算装置、３
はメモリ管理装置、５は主記憶装置、７は二次記憶装
置、９は外部Ｉ／Ｏ装置、１１はシステムバス、１３は
Ｉ／Ｏバスであり、メモリ管理装置３は、ページング方
式によるメモリ管理を行うページ管理装置３ａとセグメ
ント方式によるメモリ管理を行うセグメント管理装置３
ｂを有する。なお、図１に示すコンピュータシステム
は、仮想記憶方式によるマルチタスクを実現し得るオペ
レーティングシステムを備えているものである。
の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
メモリ管理方法を実施するコンピュータシステムの構成
を示す図である。同図において、１は中央演算装置、３
はメモリ管理装置、５は主記憶装置、７は二次記憶装
置、９は外部Ｉ／Ｏ装置、１１はシステムバス、１３は
Ｉ／Ｏバスであり、メモリ管理装置３は、ページング方
式によるメモリ管理を行うページ管理装置３ａとセグメ
ント方式によるメモリ管理を行うセグメント管理装置３
ｂを有する。なお、図１に示すコンピュータシステム
は、仮想記憶方式によるマルチタスクを実現し得るオペ
レーティングシステムを備えているものである。
【００１２】メモリ管理装置３は、ページ管理装置３ａ
によりページング方式によるメモリ管理を行うことに加
えて、セグメント管理装置３ｂによりセグメント方式に
よるセグメント管理を行うことができる。そして、ユー
ザプロセスプログラムや汎用メモリアロケーションのメ
モリ管理にはページング方式によるメモリ管理を行うと
ともに、またユーザプログラムが入出力用の大容量のメ
モリを要求した時には、この要求に対するバッファとし
て、カーネルはセグメント方式による物理的に連続した
メモリを確保し、この確保したメモリをユーザプロセス
のメモリ空間に直接マップし、これにより二次記憶装置
および外部入出力装置を含む外部装置からの大量のＤＭ
Ａ転送を可能にするとともに、また直接ユーザプログラ
ム上に外部装置からＤＭＡ転送を可能にし、入出力のス
ループットを向上させている。
によりページング方式によるメモリ管理を行うことに加
えて、セグメント管理装置３ｂによりセグメント方式に
よるセグメント管理を行うことができる。そして、ユー
ザプロセスプログラムや汎用メモリアロケーションのメ
モリ管理にはページング方式によるメモリ管理を行うと
ともに、またユーザプログラムが入出力用の大容量のメ
モリを要求した時には、この要求に対するバッファとし
て、カーネルはセグメント方式による物理的に連続した
メモリを確保し、この確保したメモリをユーザプロセス
のメモリ空間に直接マップし、これにより二次記憶装置
および外部入出力装置を含む外部装置からの大量のＤＭ
Ａ転送を可能にするとともに、また直接ユーザプログラ
ム上に外部装置からＤＭＡ転送を可能にし、入出力のス
ループットを向上させている。
【００１３】上述したように、図１に示すコンピュータ
システムにおけるメモリ管理方法では、カーネルはユー
ザプログラムや通常のメモリアロケーション要求に対し
ては、ページング方式によって管理されたメモリを割り
付けるが、ユーザプログラムが入出力用に連続したメモ
リを要求した時には、カーネルはページング用メモリと
は別に、セグメント方式用に予め確保したメモリ領域よ
り空いているエリアを探して、このエリアを確保し、こ
のエリア情報をユーザプログラムに割り付けられた仮想
アドレスに返却する。しかしながら、要求された空き領
域がない場合には、使用可能な最大のサイズのエリアを
返す。そして、ユーザプログラムは必要に応じてこのエ
リアを確保する。
システムにおけるメモリ管理方法では、カーネルはユー
ザプログラムや通常のメモリアロケーション要求に対し
ては、ページング方式によって管理されたメモリを割り
付けるが、ユーザプログラムが入出力用に連続したメモ
リを要求した時には、カーネルはページング用メモリと
は別に、セグメント方式用に予め確保したメモリ領域よ
り空いているエリアを探して、このエリアを確保し、こ
のエリア情報をユーザプログラムに割り付けられた仮想
アドレスに返却する。しかしながら、要求された空き領
域がない場合には、使用可能な最大のサイズのエリアを
返す。そして、ユーザプログラムは必要に応じてこのエ
リアを確保する。
【００１４】ここで一例として、 Seg−memory−alloc
( )をメモリ確保の関数とし、入出力要求をIO−request
( )とした場合の様子をプログラムで示すと次のように
なる。
( )をメモリ確保の関数とし、入出力要求をIO−request
( )とした場合の様子をプログラムで示すと次のように
なる。
【数１】 Uneigned char ＊Ptr; Unsigned int size,Needsize; Needsize=N; If（(Ptr=Seg−memory−alloc(Needsize,& size)==NULL){ Needsize=size; Ptr=Seg−memory−alloc(size,& size); } IO−request(Ptr,Needsize); この時のメモリ管理装置は、ユーザプログラムのアドレ
スを図２に示すようにユーザプログラムのメモリアドレ
スの上位数ビットを用いて、ページング管理によるメモ
リ空間かまたはセグメント管理によるメモリ空間かを判
断し、それぞれページ管理テーブルまたはセグメント管
理テーブルを用いて、物理メモリである主記憶装置５上
の物理アドレスに変換する。
スを図２に示すようにユーザプログラムのメモリアドレ
スの上位数ビットを用いて、ページング管理によるメモ
リ空間かまたはセグメント管理によるメモリ空間かを判
断し、それぞれページ管理テーブルまたはセグメント管
理テーブルを用いて、物理メモリである主記憶装置５上
の物理アドレスに変換する。
【００１５】すなわち、図２に示すように、主記憶装置
５のメモリエリアはユーザプログラムのメモリアドレス
の上位数ビットでプログラムデータエリアかまたはセグ
メントＩ／Ｏエリアかに分けられ、プログラムデータエ
リアではプログラムページディレクトリからページ管理
テーブルを用いて物理メモリである主記憶装置５上に複
数のページメモリを画定し、これによりページング管理
メモリを形成し、またセグメントＩ／Ｏエリアではセグ
メント管理テーブルを用いて物理メモリである主記憶装
置５上に任意サイズの複数のセグメントメモリを画定
し、これによりセグメント管理メモリを形成している。
なお、各セグメントメモリのサイズＮ，Ｍなどは任意の
大きさであり、要求に応じて任意のサイズのセグメント
メモリを確保するが、この確保したセグメントメモリを
使用した後に空きとなった領域がセグメントメモリの末
尾に空き領域として図２ではサイズＭのセグメントメモ
リの末尾に示されている。
５のメモリエリアはユーザプログラムのメモリアドレス
の上位数ビットでプログラムデータエリアかまたはセグ
メントＩ／Ｏエリアかに分けられ、プログラムデータエ
リアではプログラムページディレクトリからページ管理
テーブルを用いて物理メモリである主記憶装置５上に複
数のページメモリを画定し、これによりページング管理
メモリを形成し、またセグメントＩ／Ｏエリアではセグ
メント管理テーブルを用いて物理メモリである主記憶装
置５上に任意サイズの複数のセグメントメモリを画定
し、これによりセグメント管理メモリを形成している。
なお、各セグメントメモリのサイズＮ，Ｍなどは任意の
大きさであり、要求に応じて任意のサイズのセグメント
メモリを確保するが、この確保したセグメントメモリを
使用した後に空きとなった領域がセグメントメモリの末
尾に空き領域として図２ではサイズＭのセグメントメモ
リの末尾に示されている。
【００１６】セグメント管理によるメモリに対する例え
ばサイズＮの入出力要求を受けたカーネルは、ドライバ
に対してサイズＮだけの転送要求を出力する。転送終了
後はデータのユーザ空間へのコピーを行わずに直ちにユ
ーザプログラムに戻る。
ばサイズＮの入出力要求を受けたカーネルは、ドライバ
に対してサイズＮだけの転送要求を出力する。転送終了
後はデータのユーザ空間へのコピーを行わずに直ちにユ
ーザプログラムに戻る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ユーザプロセスプログラムおよび汎用メモリアロケーシ
ョンのメモリ管理にはページング方式によるメモリ管理
を行い、ユーザプロセスからの大量の入出力要求に対応
するバッファとしてセグメント方式によるメモリ管理を
行い、ユーザプロセスのメモリ空間上にマップすること
により外部装置からのデータ転送を行うので、ユーザか
らの大量の入出力要求を効率的に行うことができ、入出
力転送効率を向上することができる。
ユーザプロセスプログラムおよび汎用メモリアロケーシ
ョンのメモリ管理にはページング方式によるメモリ管理
を行い、ユーザプロセスからの大量の入出力要求に対応
するバッファとしてセグメント方式によるメモリ管理を
行い、ユーザプロセスのメモリ空間上にマップすること
により外部装置からのデータ転送を行うので、ユーザか
らの大量の入出力要求を効率的に行うことができ、入出
力転送効率を向上することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るメモリ管理方法を実
施するコンピュータシステムの構成を示す図である。
施するコンピュータシステムの構成を示す図である。
【図２】図１の実施形態におけるユーザプログラム空
間、ページ管理テーブル、セグメント管理テーブル、主
記憶装置の関連を示す説明図である。
間、ページ管理テーブル、セグメント管理テーブル、主
記憶装置の関連を示す説明図である。
１ 中央演算装置 ３ メモリ管理装置 ３ａ ページ管理装置 ３ｂ セグメント管理装置 ５ 主記憶装置 ７ 二次記憶装置 ９ 外部Ｉ／Ｏ装置
Claims (1)
- 【請求項１】 仮想記憶方式によるマルチタスクを実現
するオペレーティングシステムを備えたコンピュータシ
ステムにおいて、 ユーザプロセスプログラムおよび汎用メモリアロケーシ
ョンによる小容量のメモリ要求に対してはページング方
式によるメモリ管理を行い、 ユーザプロセスからの大容量のメモリ要求に対してはセ
グメント方式による物理的に連続したメモリ領域を確保
するメモリ管理を行うことを特徴とするメモリ管理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11189373A JP2001022640A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | メモリ管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11189373A JP2001022640A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | メモリ管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001022640A true JP2001022640A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16240242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11189373A Pending JP2001022640A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | メモリ管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001022640A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006085393A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | National Institute Of Information & Communication Technology | デバイスからの高速データ転送方法及びデータ処理装置 |
| JP2008033928A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Nvidia Corp | Ｇｐｕにおけるページマッピングのための専用機構 |
| US7676645B2 (en) | 2004-01-09 | 2010-03-09 | International Business Machines Corporation | Method, system, and article of manufacture for reserving memory |
| JP2013037589A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Kyocera Document Solutions Inc | 画像形成装置および画像形成プログラム |
-
1999
- 1999-07-02 JP JP11189373A patent/JP2001022640A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7676645B2 (en) | 2004-01-09 | 2010-03-09 | International Business Machines Corporation | Method, system, and article of manufacture for reserving memory |
| JP2006085393A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | National Institute Of Information & Communication Technology | デバイスからの高速データ転送方法及びデータ処理装置 |
| JP2008033928A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Nvidia Corp | Ｇｐｕにおけるページマッピングのための専用機構 |
| JP2013037589A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Kyocera Document Solutions Inc | 画像形成装置および画像形成プログラム |
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