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青山学院大学 (神奈川県相模原市中央区淵野辺)

7394978仮想メモリ・メタデータ管理

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】仮想メモリ・メタデータ管理

(51)【国際特許分類】

G06F 9/52 20060101AFI20231201BHJP

G06F 9/455 20180101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

G06F9/52 120B

G06F9/455 150

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2022520300

(86)(22)【出願日】2020-10-01

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-15

(86)【国際出願番号】 IB2020059188

(87)【国際公開番号】W WO2021070016

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2023-03-24

(31)【優先権主張番号】16/599,141

(32)【優先日】2019-10-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390009531

【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＢＵＳＩＮＥＳＳＭＡＣＨＩＮＥＳＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】ＮｅｗＯｒｃｈａｒｄＲｏａｄ，Ａｒｍｏｎｋ，ＮｅｗＹｏｒｋ１０５０４，ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112690

【弁理士】

【氏名又は名称】太佐種一

(72)【発明者】

【氏名】ジャロマ、ジェイム

(72)【発明者】

【氏名】ロジャース、マーク

【審査官】田中幸雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１０８２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２２２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６８７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００９５８９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ９／５２

Ｇ０６Ｆ９／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータ実施方法であって、
プロセッサによって、複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナをインスタンス化するステップであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化するステップと、
前記プロセッサによって、前記複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けするステップであり、前記２つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、前記グループ分けするステップと、
メモリ・オブジェクト・メタデータをＶＭメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、前記プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループである第１のコンテナ・グループに関して前記２つ以上のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記第１のコンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナである第１のＶＭメタデータ・コンテナに関して前記第１のコンテナ・グループに問い合わせるステップと、
前記プロセッサによって、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの前記ＶＭメタデータ・ブロックに前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振って、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。

【請求項2】

前記複数のＶＭメタデータ・コンテナをインスタンス化する前記ステップが、前記コンピュータ・システムのブートアップ中に実行され、前記コンピュータ・システムのオペレーティング・システムによって自動的に管理される、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項3】

前記プロセッサによって、メモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストを受け取り、前記メモリ・オブジェクトに関連した前記メモリ・オブジェクト・メタデータに割り振られたＶＭメタデータ・ブロックの数を増やすステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納する前記ＶＭメタデータ・ブロックの割振りを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なＶＭメタデータ・ブロック必要量を計算するステップと、
前記プロセッサによって、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの残りのスペースの量と前記ＶＭメタデータ・ブロック必要量とを比較するステップと、
前記比較するステップが、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの残りのスペースの前記量が前記ＶＭメタデータ・ブロック必要量よりも大きいと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを前記第１のＶＭメタデータ・コンテナに格納するために追加のＶＭメタデータ・ブロックを割り振って、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するステップと
をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項4】

前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータに関連したメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストを受け取り、前記メモリ・オブジェクトに割り振られたＶＭメタデータ・ブロックの数を増やすステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なＶＭメタデータ・ブロック必要量を計算するステップと、
前記第１のＶＭメタデータ・コンテナをスキャンして、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの残りのスペースの量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なスペース必要量よりも大きいかどうかを判定するステップと、
前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの残りのスペースの前記量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記スペース必要量よりも大きくないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分な残りのスペースを有する第２のＶＭメタデータ・コンテナに関して、前記第１のコンテナ・グループ内をスキャンするステップと
をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項5】

前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分なスペースを有する前記第２のＶＭメタデータ・コンテナを前記第１のコンテナ・グループ内で見つけられることができないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分な残りのスペースを有する前記第２のＶＭメタデータ・コンテナに関して、第２のコンテナ・グループ内をスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するために、前記第２のＶＭメタデータ・コンテナのＶＭメタデータ・ブロックを割り振るステップと
をさらに含む、請求項４に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項6】

コンピュータ実施方法であって、
プロセッサによって、１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナを含む複数のコンテナ・グループを含むメタデータ・ブロック割振りに関するメモリ管理操作を実行することを求めるリクエストを受け取るステップであり、前記複数のコンテナ・グループの個々のコンテナ・グループへのアクセスが異なるロックによって制御される、前記受け取るステップと、
前記プロセッサによって、第１のコンテナ・グループを制御する第１のロックを取得するステップと、
前記プロセッサによって、前記メタデータ・ブロック割振りの部分である、前記第１のコンテナ・グループのＶＭメタデータ・ブロックによって格納されたメモリ・オブジェクト・メタデータに関する全てのメモリ管理操作を実行するステップと、
前記プロセッサによって、前記第１のロックをリリースするステップと、
前記プロセッサによって、第２のコンテナ・グループを制御する第２のロックを取得するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。

【請求項7】

前記メタデータ・ブロック割振りの部分である、前記第１のコンテナ・グループ内の前記メモリ・オブジェクト・メタデータに関する全てのメモリ管理操作を実行する前記ステップが、
前記プロセッサによって、前記メタデータ・ブロック割振りの部分である、前記第１のコンテナ・グループによって格納された前記ＶＭメタデータ・ブロックの全てを同時に解放すること
を含む、請求項６に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項8】

コンピュータ実施方法であって、
プロセッサによって、複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナをインスタンス化するステップであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化するステップと、
前記プロセッサによって、前記複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けするステップであり、前記２つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、前記グループ分けするステップと、
前記プロセッサによって、メモリ・オブジェクトを拡張し、前記メモリ・オブジェクトのメモリ・オブジェクト・メタデータを格納することに対して割り振られたＶＭメタデータ・ブロックの数を増やすことを求めるリクエストを受け取るステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトの前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するための少なくとも１つのＶＭメタデータ・ブロックを以前に割り振る役割を担った第１のコンテナ・グループの第１のＶＭメタデータ・コンテナを決定するステップと、
前記プロセッサによって、拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なメタデータ・ブロック必要量を計算するステップと、
前記プロセッサによって、拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの空きＶＭメタデータ・ブロックのサイズよりも大きいかどうかを判定するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。

【請求項9】

前記複数のＶＭメタデータ・コンテナをインスタンス化する前記ステップが、前記コンピュータ・システムのブートアップ中に実行され、前記コンピュータ・システムのオペレーティング・システムによって自動的に管理される、請求項８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項10】

拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きくないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを、前記第１のメタデータ・コンテナの空きメタデータ・ブロックに割り振るステップ
をさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項11】

拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定したことに応答して、
前記プロセッサによって、前記第１のコンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナに関して前記第１のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを、前記第１のコンテナ・グループ内の前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナの空きメタデータ・ブロックに割り振るステップと
をさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項12】

拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第１のメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定したことに応答して、
前記プロセッサによって、第２のコンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナに関して前記第２のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを、前記第２のコンテナ・グループ内の前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナの空きメタデータ・ブロックに割り振るステップと
をさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項13】

拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第１のＶＭメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定したことに応答して、
前記プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループに関して前記２つ以上のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
さらに、前記プロセッサによって、最少使用ＶＭメタデータ・コンテナに関して前記最少使用コンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定するステップと、
前記プロセッサによって、少なくとも拡張リクエストを履行するのに十分な空きＶＭメタデータ・ブロックを含む１つまたは複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナを生成するためのカーネル・プロセスをポストするステップと
をさらに含む、請求項８に記載のコンピュータ実施方法。

【請求項14】

コンピュータ・システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されたコンピュータ可読ストレージ媒体と
を備え、前記コンピュータ可読ストレージ媒体が、コンピュータ実施方法を実行するプログラム命令を含み、前記コンピュータ実施方法が、
前記プロセッサによって、複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナをインスタンス化することであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化することと、
前記プロセッサによって、前記複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることであり、前記２つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、前記グループ分けすることと、
メモリ・オブジェクト・メタデータをＶＭメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、前記プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループに関して前記２つ以上のコンテナ・グループをスキャンすることと、
前記プロセッサによって、前記最少使用コンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナに関して前記最少使用コンテナ・グループに問い合わせることと
を含む、コンピュータ・システム。

【請求項15】

前記プロセッサによって、前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナのＶＭメタデータ・ブロックに前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振って、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行すること
をさらに含む、請求項１４に記載のコンピュータ・システム。

【請求項16】

前記プロセッサによって、前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナが、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するのに必要な量のＶＭメタデータ・ブロックを含まないと判定すること
をさらに含む、請求項１４に記載のコンピュータ・システム。

【請求項17】

前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行するのに十分な使用可能なＶＭメタデータ・ブロックを含む１つまたは複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナを生成するためのカーネル・プロセスをポストすること
をさらに含む、請求項１６に記載のコンピュータ・システム。

【請求項18】

前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの状態を問い合わせることと、
前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの前記状態を、コンピューティング・リソースの最小量を前記コンピュータ・システムによる使用に対して使用可能に維持するためのオペレーティング・システムのシステム管理計画と比較することと、
前記コンピュータ・システムの前記状態を前記システム管理計画と比較し、コンピューティング・リソースの前記最小量を使用可能に維持することが達成されていないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記１つまたは複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナをインスタンス化することと
をさらに含む、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項19】

前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの状態を問い合わせることと、
前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの前記状態を、コンピューティング・リソースの最小量を前記コンピュータ・システムによる使用に対して使用可能に維持するためのオペレーティング・システムのシステム管理計画と比較することと、
前記コンピュータ・システムの前記状態を前記システム管理計画と比較し、コンピューティング・リソースの前記最小量を使用可能に維持することが達成されていると判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記１つまたは複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナを生成するための前記カーネル・プロセスを取り消すことと
をさらに含む、請求項１７に記載のコンピュータ・システム。

【請求項20】

前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータに関連したメモリ・オブジェクトを拡張し、前記メモリ・オブジェクトに割り振られたＶＭメタデータ・ブロックの数を増やすことを求めるリクエストを受け取ることと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なＶＭメタデータ・ブロック必要量を計算することと、
前記プロセッサによって、前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナをスキャンして、前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナの残りのスペースの量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なスペース必要量よりも大きいかどうかを判定することと、
前記最少使用ＶＭメタデータ・コンテナの残りのスペースの前記量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記スペース必要量よりも大きくないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分なスペースを有する第２のＶＭメタデータ・コンテナを識別することであり、前記最少使用コンテナ・グループ内で前記第２のＶＭメタデータ・コンテナを見つけることができない、前記識別することと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するために、第２のコンテナ・グループ内の第２のＶＭメタデータ・コンテナのＶＭメタデータ・ブロックを割り振ることと
をさらに含む、請求項１５に記載のコンピュータ・システム。

【請求項21】

プロセッサに、
複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナをインスタンス化することであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化することと、
前記複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることと、
メモリ・オブジェクト・メタデータをＶＭメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、最少使用コンテナ・グループに関して前記２つ以上のコンテナ・グループをスキャンすることと、
前記最少使用コンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナに関して前記最少使用コンテナ・グループに問い合わせることと
を実行させるためのコンピュータ・プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は一般に仮想メモリの分野に関し、より詳細には仮想メモリ・メタデータの管理に関する。

【背景技術】

【0002】

仮想メモリ（virtual memory）（ＶＭ）はオペレーティング・システムによって提供される機能である。オペレーティング・システムは、そのスペースがあたかも単一の連続した物理メモリ・デバイスであるかのようにアプリケーションおよびプログラムがアクセスすることができる仮想メモリ・スペースを生成する。仮想メモリ・スペースは、協調して一緒に動作する物理メモリとディスクベースのストレージ・リソースとの組合せでありうる。仮想メモリは、代替の一組のアドレスとして機能し、使用可能なメモリの範囲を広げる。オペレーティング・システムは、仮想メモリが使用するための１つの量のディスク・スペースを割り振ることによって、仮想メモリを構成することができる。アプリケーションおよびプログラムは、仮想メモリ・スペース内のこれらの仮想アドレスを使用して、より頻繁にアドレス指定される可能性がある他のデータ・セットまたは命令ほどには頻繁にアドレス指定する必要がない可能性があるデータおよび命令を記憶する。オペレーティング・システムによって仮想メモリ・アドレス位置が呼び出されると、仮想メモリによって記憶されていたそれらのデータおよび命令は、物理メモリの物理アドレスにコピーされる。仮想メモリを物理メモリにコピーするため、オペレーティング・システムは仮想メモリを複数のページに分割する。それぞれのページは、固定された数のアドレスを含み、それらのアドレスは、オペレーティング・システムがそのアドレスを呼び出すまで、ディスクベースのストレージによって記憶されている。呼び出されると、オペレーティング・システムは、マッピングとして知られているプロセスで仮想アドレスを実アドレスに変換する。ディスクベースのストレージから主メモリに仮想ページをコピーすることは、ページングまたはスワッピングとして知られている。

【0003】

メモリ割振りは、リクエストに応答してメモリのブロックを割り当てるプロセスである。アロケータ（allocator）は、オペレーティング・システムからメモリを、少数の大きなブロックで受け取り、より小さなブロックを求めるリクエストを履行するためにそれらのブロックを分割する。アロケータは、返されたブロックを、将来の割振りリクエストを履行するためにオペレーティング・システムが使用することに対して使用可能にする。

【発明の概要】

【0004】

本開示の実施形態は、スケーリング可能な仮想メモリを管理するためのコンピュータ実施方法、関連するコンピュータ・システムおよびコンピュータ・プログラム製品に関する。このコンピュータ実施方法は、プロセッサによって、複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナ（metadata container）をインスタンス化することであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、インスタンス化すること、プロセッサによって、複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることであり、２つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロック（lock）によって制御される、グループ分けすることと、メモリ・オブジェクト・メタデータ（memory object metadata）をＶＭメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、プロセッサによって、最も少なく使用されているコンテナ・グループ（least used container group）（以後、最少使用コンテナ・グループ）に関して２つ以上のコンテナ・グループをスキャンすることと、プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループ内の最も少なく使用されているＶＭメタデータ・コンテナ（least used VM metadata container）（以後、最少使用ＶＭメタデータ・コンテナ）に関して最少使用コンテナ・グループに問い合わせることと、プロセッサによって、最少使用ＶＭメタデータ・コンテナのＶＭメタデータ・ブロックにメモリ・オブジェクト・メタデータを割り振って、メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求めるリクエストを履行することとを含む。

【0005】

本開示の実施形態は、スケーリング可能な仮想メモリを管理するためのコンピュータ実施方法、関連するコンピュータ・システムおよびコンピュータ・プログラム製品に関し、このコンピュータ実施方法は、プロセッサによって、１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナを含む複数のコンテナ・グループを含むメタデータ・ブロック割振りに関するメモリ管理操作を実行することを求めるリクエストを受け取ることであり、複数のコンテナ・グループの個々のコンテナ・グループへのアクセスが異なるロックによって制御される、受け取ることと、プロセッサによって、第１のコンテナ・グループを制御する第１のロックを取得することと、プロセッサによって、メタデータ・ブロック割振りの部分である、第１のコンテナ・グループのＶＭメタデータ・ブロックによって格納されたメモリ・オブジェクト・メタデータに関する全てのメモリ管理操作を実行することと、プロセッサによって、第１のロックをリリースすることと、プロセッサによって、第２のコンテナ・グループを制御する第２のロックを取得することとを含む。

【0006】

本開示の代替実施形態は、スケーリング可能な仮想メモリを管理するためのコンピュータ実施方法、関連するコンピュータ・システムおよびコンピュータ・プログラム製品に関し、このコンピュータ実施方法は、プロセッサによって、複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナをインスタンス化することであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された実物ＲＡＭを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、インスタンス化することと、プロセッサによって、複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることであり、２つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、グループ分けすることと、プロセッサによって、メモリ・オブジェクトを拡張し、メモリ・オブジェクトのメモリ・オブジェクト・メタデータを格納することに対して割り振られたＶＭメタデータ・ブロックの数を増やすことを求めるリクエストを受け取ることと、プロセッサによって、メモリ・オブジェクトのメモリ・オブジェクト・メタデータを格納するための少なくとも１つのＶＭメタデータ・ブロックを以前に割り振る役割を担った第１のコンテナ・グループの第１のＶＭメタデータ・コンテナを決定することと、プロセッサによって、拡張することを求めるリクエストを履行するのに必要なメタデータ・ブロック必要量を計算することと、プロセッサによって、拡張することを求めるリクエストを履行するのに必要なメタデータ・ブロック必要量が、第１のＶＭメタデータ・コンテナの空きＶＭメタデータ・ブロックのサイズよりも大きいかどうかを判定することとを含む。

【0007】

本開示の一実施形態は、スケーリング可能な仮想メモリを管理するためのコンピュータ・システムならびに関連するコンピュータ実施方法コンピュータ・プログラム製品に関し、このコンピュータ・システムは、プロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに結合されたコンピュータ可読ストレージ媒体とを備え、このコンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ実施方法を実行するプログラム命令を含み、このコンピュータ実施方法は、プロセッサによって、複数の仮想メモリ（ＶＭ）メタデータ・コンテナをインスタンス化することであり、ＶＭメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含む、インスタンス化することと、プロセッサによって、複数のＶＭメタデータ・コンテナを２つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることと、メモリ・オブジェクト・メタデータをＶＭメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループに関して２つ以上のコンテナ・グループをスキャンすることと、プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナに関して最少使用コンテナ・グループに問い合わせることとを含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示による、本明細書に記載された実施形態を実施することができるデータ処理システムの内部および外部構成要素のブロック図の一実施形態を示す図である。

【図2a】本開示による、メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振るためのコンピューティング環境の一実施形態のブロック図である。

【図2b】本開示による、メモリ・オブジェクト・データを割り振るためのコンピューティング環境の代替実施形態のブロック図である。

【図3a】仮想メモリに格納されたデータまたは命令の格納および取出しのためのコンピューティング環境の一実施形態のブロック図である。

【図3b】仮想メモリに格納されたデータまたは命令の格納および取出しのためのコンピューティング環境の代替実施形態であって、コンピューティング環境が論理キャッシュを含む代替実施形態のブロック図である。

【図3c】仮想メモリに格納されたデータまたは命令の格納および取出しのためのコンピューティング環境の別の代替実施形態であって、コンピューティング環境が物理キャッシュを含む別の代替実施形態のブロック図である。

【図4a】本開示による、互いに並列に動作する事前にインスタンス化されたＶＭメタデータ・コンテナを実装する一実施形態を示すブロック図である。

【図4b】本開示による、互いに並列に動作するＶＭメタデータ・コンテナのＶＭメタデータ・ブロックへのメモリ・オブジェクト・メタデータの割振りの分布を示すブロック図である。

【図5】異なるロックによって個別に制御された複数のコンテナ・グループにわたって分散したメモリ・オブジェクト・メタデータを含み、コンテナ・グループによって仮想メモリ・オブジェクト・メタデータの管理に優先順位をつける、メタデータ・ブロック割振りの一実施形態を示すブロック図である。

【図6】本開示による、メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振るためのコンピューティング環境の別の代替実施形態のブロック図である。

【図7】本開示による、アロケータがＶＭメタデータ・コンテナをインスタンス化するアルゴリズムの一実施形態を示す図である。

【図8a】ＶＭメタデータ・コンテナのＶＭメタデータ・ブロックへのメモリ・オブジェクト・メタデータの割振りを実施するアルゴリズムの一実施形態を示す図である。

【図8b】メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振るための追加のＶＭメタデータ・コンテナを生成するためのポスト・カーネル・プロセスを実施するアルゴリズムの一実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書で使用されている用語は、特定の実施形態を記述することだけを目的としており、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈からそうでないことが明らかでない限り、複数形も含むことが意図されている。本明細書で使用されるとき、用語「備える（comprises）」もしくは「備える（comprising）」またはその両方は、記載された特徴、ステップ、動作、要素もしくは構成要素またはこれらの組合せの存在を明示するが、他の１つもしくは複数の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素もしくはこれらのグループ、またはこれらの組合せの存在または追加を排除しないことも理解される。

【0010】

特許請求の範囲に記載された全ての手段またはステップおよび機能要素の対応する構造体、材料、動作および等価物は、特許請求の範囲に記載された他の請求の要素と組み合わせて機能を実行するための一切の構造体、材料または動作を含むことが意図されている。本開示の説明は例示および説明のために示したものであり、それらの説明が網羅的であること、または開示された形態に限定されることは意図されていない。当業者には、本開示の範囲を逸脱しない多くの変更および変形が明らかとなろう。実施形態は、本開示の原理および実際的用途を最もうまく説明するため、ならびに企図された特定の使用に適したさまざまな変更を有するさまざまな実施形態に関して他の当業者が本開示を理解することを可能にするために選択し、説明した。

【0011】

概要
本開示の実施形態は、仮想メモリ・メタデータ操作を管理するため、より詳細にはスケーリング可能な仮想メモリ管理のための効率的な方法、システムおよびコンピュータ・プログラム製品が求められていることを認識している。システム・メモリ、およびプロセッサ数もしくは処理パワーまたはこれらの組合せが増大するにつれて、異なるプロセスからのこのシステムに対する要求はスケールアップしている。システム・メモリ要求のスケーリングが増大するにつれて、既存のメモリ割振り技術は、仮想メモリ管理操作の性能の劣化に苦しむ。既存の仮想メモリ管理技術はしばしば、必要に応じてＶＭメタデータ・コンテナの生成を実施する。「ＶＭメタデータ・コンテナ」は、アプリケーション、プログラムまたはプロセスによって使用されるメモリ・オブジェクトを記述することができるメタデータを格納する役割を担うＶＭメタデータ・ブロックを保持することができるコンテナを指すことがある。大量のメモリを含むコンピューティング・システムは、既存の物理メモリの全てを仮想メモリによって表現することができる十分なＶＭメタデータ・ブロックを獲得するために多数のＶＭメタデータ・コンテナを利用することがある。

【0012】

現在使用可能なＶＭ管理技術は、コンピューティング・システムのＶＭメタデータ・コンテナの全てにまたがり、それらのＶＭメタデータ・コンテナへのアクセスを制御する単一のロックを使用してＶＭメタデータ・ブロックの割振りを制御する。ＶＭメタデータ・コンテナへのメモリ・オブジェクト・メタデータの割振りは、「ファースト・フィット（first fit）」アルゴリズムに従うことがある。このアルゴリズムでは、メモリ・オブジェクト・メタデータを収容するのに十分な大きさを有する使用可能な最初のＶＭメタデータ・コンテナにメモリ・オブジェクト・メタデータが格納され、メモリ・オブジェクト・メタデータのスペース必要量を既存のＶＭメタデータ・コンテナが提供できない場合には後続のＶＭメタデータ・コンテナを追加することができる。ＶＭメタデータ・コンテナは、仮想メモリ操作を管理するシステムによって必要に応じて生成されるため、１つのロックだけが生成および利用され、その結果、複数のメタデータ・コンテナが使用可能である可能性がある場合であっても一度に１つのＶＭメタデータ・コンテナだけが使用される。これによって、先頭のＶＭメタデータ・コンテナからメモリ・オブジェクト・メタデータが充填されることが起こりうる。なぜなら、仮想メモリ割振りを管理しているシステムは、十分なスペースを有する最初に見つかったメタデータ・コンテナを優先し、最初に見つかったそのメタデータ・コンテナを、それがいっぱいになるまで使用してから、次の使用可能なメタデータ・コンテナに移るためである。その結果、残りのメタデータ・コンテナは、システムがその空のメタデータ・コンテナに移り、空のＶＭメタデータ・コンテナをメモリ・オブジェクト・メタデータで埋め始めるまで、空のまままたはほぼ空のまま残されることがある。

【0013】

仮想メモリ管理によって使用されるファースト・フィット・アルゴリズムの不利な影響は、少量のメモリを有するシステムに関してはあまり顕著でないことがある。これは、少量のメモリを有するシステムは多数のＶＭメタデータ・コンテナを使用しないためである。しかしながら、本開示の実施形態は、大量のメモリを利用するシステムは多数のＶＭメタデータ・コンテナを生成すること、および、ファースト・フィット技術は単一のロックだけを取得する実施態様を使用するため、大量のメモリを利用するシステムは、それらのＶＭメタデータ・コンテナに互いに並列にアクセスすることができないことを認識している。本出願の実施形態は、大量のメモリを利用するシステムに対する仮想メモリ管理操作のスケーリングを改善し、その結果、ファースト・フィット・アルゴリズムを利用するシステムと比べたときに性能は向上し、仮想メモリ管理操作の劣化は小さくなる。本開示の実施形態は、複数のロッキング機構を使用することによって仮想メモリ・ロック機構の細分性（granularity）をさらに高め、それによって、システムが（一度に１つのＶＭメタデータ・コンテナを利用するのではなしに）複数のＶＭメタデータ・コンテナに並列にアクセスすることを可能にし、それによってメモリ割振り性能を向上させる。

【0014】

本開示の実施形態は、複数のＶＭメタデータ・コンテナを事前に、例えばシステムをブートするときにインスタンス化することができる。実施形態は、ＶＭメタデータ・コンテナに供給される仮想メモリの全量が、システムが使用可能な実物理メモリ（例えばＲＡＭ）の量に等しくなるようなやり方でＶＭメタデータ・コンテナをインスタンス化することができる。例えば、システムが使用可能なＲＡＭの全量が３２ＴＢである場合、全てのＶＭメタデータ・コンテナからの使用可能な仮想メモリの全量は３２ＴＢである。必要に応じて追加のメタデータ・コンテナを生成することができる。本明細書に開示されているように事前にインスタンス化されたＶＭメタデータ・コンテナを使用することにより、システムは、追加のＶＭメタデータ・コンテナを生成する必要が生じる前に、全ての物理メモリを仮想メモリとして割り振ることができることがある。本開示の実施形態は、インスタンス化するＶＭメタデータ・コンテナの数を決定するようにシステムのオペレーティング・システムを誘導する１つまたは複数のアルゴリズムに従うことができる。この決定は、使用可能なプロセッサおよびメモリ・リソースの量に基づくものとすることができ、１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナをコンテナ・グループに入れることができ、ＶＭメタデータ・コンテナのグループの各々を、システムによって取得された単一のロックに割り当てることができる。

【0015】

本開示の実施形態は、（「ファースト・フィット」アルゴリズムの代わりに）「最少使用」割振りアルゴリズムを利用することができる。本明細書に記載された「最少使用」技術は、ＶＭメタデータ・コンテナの事前にインスタンス化されたグループを利用し、複数のコンテナ・グループのうちの１つにＶＭメタデータ・コンテナを、割り当てることができる。新たなメタデータ・ブロック割振りが要求されたときには、メモリ・アロケータが、ＶＭメタデータ・コンテナに問い合わせることができる。このアロケータは、メタデータ・コンテナ・グループの使用レベルをサンプリングし、次いで、割振りリクエストを履行するために、そのコンテナ・グループ内の最も少なく使用されているメタデータ・コンテナまたはより少なく使用されているメタデータ・コンテナを選出することができる。サンプリング中、ロックの競合（lock contention）を最低限に維持するため、メタデータ・コンテナのロックが解放されている間に、アロケータは、メタデータ・コンテナまたはメタデータ・コンテナのグループをスキャンすることができる。その結果、等しい比率でまたはほぼ等しい比率で、ロックによって編成されたメタデータ・コンテナのグループをメモリ・オブジェクト・メタデータで埋めることができる。さらに、単一のロック内に複数のメタデータ・コンテナを含むコンテナ・グループを維持することによって、アロケータの実施形態は、メモリ・オブジェクト・メタデータで埋めるためのメタデータ・コンテナの最少使用グループ内の最少使用メタデータ・コンテナを選出することができる。

【0016】

本開示の実施形態はさらに、いくつかの状況では、メモリ・オブジェクトが拡張を要求することがあることを認識している。拡張は、ＶＭメタデータ・ブロックの割振りを既に受けたメモリ・オブジェクトが使用し尽くしている仮想メモリの量を増大させることである。拡張リクエストを受け取ったアロケータの実施形態は、メモリ・オブジェクト・メタデータを受け取るために以前に割り振られた元のメタデータ・コンテナをターゲットとすることによって、拡張リクエストを履行することができる。ターゲットとしたメタデータ・コンテナ（以後、ターゲット・メタデータ・コンテナ）が、拡張リクエストを履行するための十分な空きスペースを含まない状況では、アロケータが最初にターゲットとしたターゲット・メタデータ・コンテナと同じコンテナ・グループ内の別のＶＭメタデータ・コンテナにメモリ・オブジェクト・メタデータを割り振り、同じコンテナ・グループ内のＶＭメタデータ・ブロックのメモリ・オブジェクトの割振りを維持することによって、アロケータは、リクエストを履行することができる。したがってアクセスは単一のロックによって制御される。メモリ・オブジェクト・メタデータを単一のロック内に保持することは、メモリ・オブジェクト割振りが複数のロックにまたがることによって起こりうるロック・スラッシング（lock thrashing）からの保護に役立ちうる。メモリ・オブジェクト割振りを単一のロック内に維持することは、操作を実行するためまたはメモリ・オブジェクト・メタデータにアクセスするために２つ以上のロックを取得する必要性を回避することによって、メモリ割振りの管理を最適化することができる。

【0017】

本開示の実施形態はさらに、拡張リクエストまたは新規のメモリ割振りが受け取られ、単一のロック内のＶＭメタデータ・コンテナがほぼいっぱいであるいくつかの状況では、メモリ・オブジェクト割振りを、単一のロックによって管理された単一のＶＭメタデータ・コンテナまたはＶＭメタデータ・コンテナのグループに限定することが、リクエストの時点で実行可能でないことがある。メモリ・オブジェクト・メタデータは、異なるコンテナ・グループ内の複数のＶＭメタデータ・コンテナにまたがっていることがある。同じロックを複数回取得しなければならないことを回避するため、本開示の実施形態は、メモリ管理操作を実行する前に、操作の実行を、コンテナ・グループに基づいて並べ替えることができる。メタデータ・ブロック割振りのためのメモリ操作を、メタデータ・ブロックが最初に割り振られた順序で実行する代わりに、ＶＭ操作は、取得した単一のロックの下にあるメモリ・オブジェクト・メタデータの全てを一度に管理することができ、次いで、操作の終わりにそのロックを解放することができ、ロックを再び取得しなおす必要性をなくすことができる。ＶＭメタデータが割り振られたコンテナ・グループに基づいてＶＭメタデータ・ブロックをグループ分けすることができる。例えば、ＶＭメタデータ・ブロックを、ロックａ、ｂおよびｃの下にある複数のＶＭメタデータ・コンテナに割り振ること、例えば最初の３つのブロックを「ロックａ」に割り振り、４番目のブロックを「ロックｂ」に割り振り、５番目のブロックを「ロックｃ」に割り振り、６番目のブロックを「ロックｂ」に割り振ることができる。最初に、最初の３つのブロックに対する「ロックａ」を取得し、次いで４番目のブロックに対するロックｂを取得し、５番目のブロックに対するロックｃを取得し、続いて６番目のブロックに対するロックｂを再び取得しなおすことによって、ＶＭ管理操作を実行する代わりに、本開示の実施形態は、最初の３つのブロックに対する「ロックａ」を取得し、最初の３つのメタデータ・ブロックを解放し、「ロックａ」をリリースし、次いで「ロックｂ」を取得し、４番目のブロックおよび６番目のブロックを解放し、「ロックｂ」をリリースことによって、メモリ管理操作を実行することができる。４番目および６番目のブロックへの割振りが解放されたため、メモリ管理操作は、「ロックｃ」に位置する５番目のブロックをリリースした後に「ロックｂ」を再取得しなおさければならない代わりに、「ロックｂ」を完全にリリースすることができる。

【0018】

データ処理システム
本発明は、インテグレーションの可能な技術的詳細レベルにおいて、システム、方法もしくはコンピュータ・プログラム製品、またはこれらの組合せであることがある。コンピュータ・プログラム製品は、本発明の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令をその上に有するコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことがある。

【0019】

このコンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行デバイスが使用するための命令を保持および記憶することができる有形のデバイスとすることができる。このコンピュータ可読ストレージ媒体は例えば、限定はされないが、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光学ストレージ・デバイス、電磁気ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイスまたはこれらの適当な組合せとすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体のより具体的な例の非網羅的なリストは、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リードオンリー・メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル・リードオンリー・メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク・リードオンリー・メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー・ディスク、機械的にコード化されたデバイス、例えばパンチカードまたはその上に命令が記録された溝の中の一段高くなった構造体、およびこれらの適当な組合せを含む。本明細書で使用されるとき、コンピュータ可読ストレージ媒体は、それ自体が一過性の信号、例えば電波もしくは他の自由に伝搬する電磁波、ウェーブガイドもしくは他の伝送体内を伝搬する電磁波（例えば光ファイバ・ケーブル内を通る光パルス）、または電線を通して伝送される電気信号であると解釈されるべきではない。

【0020】

本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体から対応するそれぞれのコンピューティング／処理デバイスにダウンロードすることができ、あるいはネットワーク、例えばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワークもしくは無線ネットワークまたはこれらの組合せを介して外部コンピュータもしくは外部ストレージ・デバイスにダウンロードすることができる。このネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータもしくはエッジ・サーバ、またはこれらの組合せを含むことができる。それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インタフェースは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読ストレージ媒体に記憶するために転送する。

【0021】

本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、もしくは集積回路用のコンフィギュレーション・データであってもよく、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語もしくは同種のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む、１つもしくは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれた、ソース・コードもしくはオブジェクト・コードであってもよい。このコンピュータ可読プログラム命令は、全体がユーザのコンピュータ上で実行されてもよく、一部がユーザのコンピュータ上で実行されてもよく、独立型ソフトウェア・パッケージとして実行されてもよく、一部がユーザのコンピュータ上で、一部がリモート・コンピュータ上で実行されてもよく、または全体がリモート・コンピュータもしくはリモート・サーバ上で実行されてもよい。上記の最後のシナリオでは、リモート・コンピュータが、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、またはこの接続が、外部コンピュータに対して（例えばインターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）実施されてもよい。いくつかの実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えばプログラム可能論理回路、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）またはプログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路が、このコンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用してその電子回路をパーソナライズすることにより、このコンピュータ可読プログラム命令を実行してもよい。

【0022】

本明細書では、本発明の態様が、本発明の実施形態による方法、装置（システム）およびコンピュータ・プログラム製品の流れ図もしくはブロック図またはその両方の図を参照して説明される。それらの流れ図もしくはブロック図またはその両方の図のそれぞれのブロック、およびそれらの流れ図もしくはブロック図またはその両方の図のブロックの組合せは、コンピュータ可読プログラム命令によって実施することができることが理解される。

【0023】

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータのプロセッサ、または機械を形成する他のプログラム可能データ処理装置に、それらのコンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能データ処理装置によって実行されるこれらの命令が、これらの流れ図もしくはブロック図またはその両方の図のブロックに指定された機能／操作を実施する手段を生成するような態様で、提供することができる。これらのコンピュータ可読プログラム命令はさらに、特定の方式で機能するようにコンピュータ、プログラム可能データ処理装置もしくは他のデバイスまたはこれらの組合せに指図することができるコンピュータ可読ストレージ媒体に、その中に命令が記憶されたコンピュータ可読ストレージ媒体が、これらの流れ図もしくはブロック図またはその両方の図のブロックに指定された機能／操作の態様を実施する命令を含む製品を含むような態様で、記憶することができる。

【0024】

これらのコンピュータ可読プログラム命令はさらに、コンピュータ、他のプログラム可能装置または他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させて、コンピュータによって実施されるプロセスを生成するために、このコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置または他のデバイス上に、このコンピュータ、他のプログラム可能装置または他のデバイス上で実施されるこれらの命令が、これらの流れ図もしくはブロック図またはその両方の図のブロックに指定された機能／操作を実施するような態様で、ロードすることができる。

【0025】

添付図中の流れ図およびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能および動作を示す。この点に関して、それらの流れ図またはブロック図のそれぞれのブロックは、指定された論理機能を実施する１つまたは複数の実行可能命令を含む、命令のモジュール、セグメントまたは部分を表すことがある。いくつかの代替実施態様では、ブロックに示された機能を、図に示された順序とは異なる順序で実行することができる。例えば、連続して示された２つのブロックが、実際は、１つのステップとして実施されること、または同時に、実質的に同時に、時間的に部分的に重なってもしくは時間的に完全に重なって実行されることがあり、あるいは、含まれる機能によってはそれらのブロックが時に逆の順序で実行されることもある。それらのブロック図もしくは流れ図またはその両方の図のそれぞれのブロック、およびそれらのブロック図もしくは流れ図またはその両方の図のブロックの組合せを、指定された機能もしくは操作を実行しまたは専用ハードウェアとコンピュータ命令の組合せを実施するハードウェアベースの専用システムによって実施することができることにも留意すべきである。

【0026】

本発明のさまざまな実施形態の説明は例示のために示したものであり、それらの説明が網羅的であること、または開示された実施形態に限定されることは意図されていない。当業者には、本発明の範囲を逸脱しない多くの変更および変形が明らかとなろう。本明細書で使用されている用語は、実施形態の原理、実際的用途、もしくは市場に出ている技術には見られない技術的改良を最もうまく説明するように、または本明細書に開示された実施形態を他の当業者が理解することができるように選択した。

【0027】

図１は、データ処理システム１００のブロック図を示しており、データ処理システム１００は、本明細書に記載されたコンピューティング操作を実行することができるコンピューティング・システムの簡略化された例であることがある。データ処理システム１００は、図２ａ～６に示されているコンピューティング環境２００、２９０、６００に示された本開示の実施形態による１つまたは複数のコンピューティング・システムまたはデバイスを表すことがある。図１は、データ処理システム１００の一実施態様を示しているだけであり、異なる実施形態を実施することができる環境に関する限定を意味するものではないことを理解すべきである。一般に、図１に示された構成要素は、機械可読プログラム命令を実行することができる電子デバイスを表すことがある。

【0028】

図１はデータ処理システム１００の一例を示しているが、データ処理システム１００は、ベア・メタル・コンピュータ・システム（bare metal computer system）および仮想化されたコンピュータ・システムを含む多くの異なる形態をとることができる。例えば、データ処理システム１００は、パーソナル・デスクトップ・コンピュータ・システム、ラップトップ、ノートブック、タブレット、サーバ、クライアント・システム、ネットワーク・デバイス、ネットワーク端末、シン・クライアント、シック・クライアント、キオスク、電話通信デバイス（例えばスマートフォン）、マルチプロセッサ・システム、マイクロプロセッサ・ベースのシステム、ミニコンピュータ・システム、メインフレーム・コンピュータ・システム、スマート・デバイスまたはインターネット・オブ・シングス（ＩｏＴ）デバイスの形態をとることができる。データ処理システム１００は、ネットワーク化されたコンピューティング環境もしくは分散クラウド・コンピューティング環境またはその両方で動作することができ、これらの環境は、本明細書に記載されたシステムもしくはデバイス、または当業者によって知られているもしくは当業者によって使用されている追加のコンピューティング・デバイスもしくはシステム、あるいはこれらの組合せを含むことができる。

【0029】

データ処理システム１００は通信ファブリック（communications fabric）１１２を含むことができ、通信ファブリック１１２は、１つまたは複数のプロセッサ１０３、メモリ１０５、永続性ストレージ１０６、キャッシュ１０７、通信ユニット１１１および１つまたは複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１１５間の電子通信を提供することができる。通信ファブリック１１２は、プロセッサ１０３（例えばマイクロプロセッサ、通信およびネットワーク・プロセッサなど）、メモリ１０５、外部デバイス１１７およびデータ処理システム１００内の任意の他のハードウェア構成要素間でデータをやり取りし、もしくは情報を制御し、またはその両方を実行するように設計されたアーキテクチャを有するように実装することができる。例えば、通信ファブリック１１２は、アドレス・バス３０５またはデータ・バス３０７などの１つまたは複数のバスとして実装することができる。

【0030】

メモリ１０５および永続性ストレージ１０６は、コンピュータ可読ストレージ媒体とすることができる。メモリ１０５の実施形態は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）およびキャッシュ１０７メモリを含むことができる。一般に、メモリ１０５は、揮発性または不揮発性の任意の適当なコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができ、メモリ１０５の中にプログラムされたファームウェアまたは他のソフトウェアを含むことができる。コンピュータ・システム１００の対応するそれぞれのプロセッサ１０３のうちの１つまたは複数のプロセッサ１０３によって実行もしくはアクセスしまたは実行およびアクセスするために、プログラム１１４、ソフトウェア・アプリケーション２２３、ユーザ・プロセス２２１および本明細書に記載されたサービスを、メモリ１０５もしくは永続性ストレージ１０６またはその両方に記憶することができる。

【0031】

永続性ストレージ１０６は、複数の磁気ハード・ディスク・ドライブを含むことができる。磁気ハード・ディスク・ドライブの代わりに、または磁気ハード・ディスク・ドライブに加えて、永続性ストレージ１０６は、１つまたは複数の固体状態ハード・ドライブ、半導体ストレージ・デバイス、リードオンリー・メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルラム・リード・オンリー・メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、またはプログラム命令もしくはデジタル情報を記憶することができる任意の他のコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。永続性ストレージ１０６によって使用される媒体の実施形態はさらに、取外し可能であることができる。例えば、永続性ストレージ１０６に対して取外し可能なハード・ドライブを使用することができる。他の例は、やはり永続性ストレージ１０６の部分である別のコンピュータ可読ストレージ媒体に転送するためにドライブに挿入された光学および磁気ディスク、サム・ドライブならびにスマート・カードを含む。

【0032】

通信ユニット１１１は、データ処理システム１００間の電子通信、例えば通信ネットワーク２５０を介した１つまたは複数のコンピュータ・システムまたはデバイス間の電子通信を容易にする。この例示的な実施形態では、通信ユニット１１１が、ＴＣＰ／ＩＰアダプタ・カード、無線Ｗｉ－Ｆｉインタフェース・カード、３Ｇ、４Ｇもしくは５Ｇ無線インタフェース・カード、または他の有線もしくは無線通信リンクなどのネットワーク・アダプタまたはインタフェースを含むことができる。通信ネットワークは、例えば銅線、光ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、エッジ・サーバもしくは他のネットワーク・ハードウェア、またはこれらの組合せを含むことができ、この他のネットワーク・ハードウェアは、デバイス、ホスト・システム２０１、端末もしくは他のネットワーク・コンピュータ・システムを含む通信ネットワークのノードの部分であることができ、またはそのようなノードに接続することができる。通信ユニット１１１を通して（例えばインターネット、ローカル・エリア・ネットワークまたは他のワイド・エリア・ネットワークを介して）、本発明の実施形態を実施するために使用されるソフトウェアおよびデータを、ネットワーク環境で動作するコンピュータ・システムにダウンロードすることができる。通信ユニット１１１から、ソフトウェアおよびプログラム１１４のデータを永続性ストレージ１０６にロードすることができる。

【0033】

１つまたは複数のＩ／Ｏインタフェース１１５は、データ処理システム１００に接続することができる他のデバイスとのデータの入出力を可能にすることができる。例えば、Ｉ／Ｏインタフェース１１５は、１つもしくは複数のスマート・デバイス、ＩｏＴデバイス、記録デバイス、例えば音声システム、カメラ・システム、１つもしくは複数のセンサ・デバイス、入力デバイス、例えばキーボード、コンピュータ・マウス、タッチ・スクリーン、仮想キーボード、タッチパッド、ポインティング・デバイス、または他のヒューマン・インタフェース・デバイスなどの１つまたは複数の外部デバイス１１７への接続を提供することができる。外部デバイス１１７はさらに、例えばサム・ドライブ、ポータブル光または磁気ディスクおよびメモリ・カードなどのポータブル・コンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる。Ｉ／Ｏインタフェース１１５は、人間可読のディスプレイ（human-readable display）１１８に接続することができる。人間可読のディスプレイ１１８は、ユーザにデータを表示する機構を提供し、例えばコンピュータ・モニタまたはスクリーンとすることができる。人間可読のディスプレイ１１８はさらに、組込み型ディスプレイとすることができ、タブレット・コンピュータの内臓ディスプレイなどのタッチ・スクリーンとして機能してもよい。

【0034】

仮想メモリ・メタデータの割振りを管理するためのシステム
図面を参照すると、図２ａ～６は、１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２ａ～４０２ｆ（総称して「ＶＭメタデータ・コンテナ４０２」と呼ぶ）を使用してメモリ・オブジェクトへの仮想メモリの割振りを管理するためのシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品を実施するために、コンピューティング環境２００、２９０、６００内で動作する１つまたは複数のデータ処理システム１００を使用して実行することができる手法を示している。コンピューティング環境２００、２９０、６００の実施形態は、デバイス・ネットワーク２５０を介して相互接続された１つまたは複数のデータ処理システム１００を含むことができる。デバイス・ネットワーク２５０に接続されたデータ処理システム１００は、専門システムまたはデバイスとすることができ、この専用システムまたはデバイスは、限定はされないが、１つもしくは複数のホスト・システム２０１または１つもしくは複数のクライアント・システム２２７ａ、２２７ｂ...２２７ｎ（総称してクライアント・システム２２７と呼ぶ）あるいはその両方の相互接続を含むことができ、この１つもしくは複数のクライアント・システム２２７ａ、２２７ｂ...２２７ｎは、データを処理しまたは命令を入力するためにホスト・システム２０１のリソースを要求および利用していることがあり、このデータの処理または命令の入力は、ユーザ・プロセス２２１、アプリケーション２２３、プログラム１１４またはサービスの１つまたは複数のメモリ・オブジェクトのためのデータおよび命令を記憶するために仮想メモリの割振りを必要とすることがある。

【0035】

図２ａ～６の実施形態に例示されているデータ処理システム１００は、図２ａ～６の図面に示されているシステムおよびデバイスの要素を備えるだけではなく、示された専門データ処理システムはさらに、図１に示された上述のデータ処理システム１００の１つまたは複数の構成要素も含むことができる。これらの図に完全には示されていないが、データ処理システム１００の１つまたは複数の構成要素を、ホスト・システム２０１もしくはクライアント・システム２２７の実施形態またはその両方の実施形態にシステム・ハードウェア２０３として統合することができ、これには、（限定はされないが）１つまたは複数のプロセッサ１０３、プログラム１１４、メモリ１０５、永続性ストレージ１０６、キャッシュ１０７、通信ユニット１１１、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１１５、外部デバイス１１７および人間可読のディスプレイ１１８の統合が含まれる。

【0036】

コンピューティング環境２００のこの実施形態は、ホスト・システム２０１の一実施形態の構成要素を示すブロック図を示しており、コンピューティング環境２９０は、ネットワーク２５０を通じて１つまたは複数のクライアント・システム２２７と通信している図２ａのホスト・システム２０１のブロック図を示している。用語「ホスト・システム」２０１は、コンピュータ・ネットワークに接続されたコンピュータまたは他のデバイスなどのデータ処理システム１００を指すことがあり、ホスト・システム２０１に接続しているクライアント・システム２２７のユーザに、コンピューティング・リソース、サービス、ユーザ・プロセス２２１、アプリケーション２２３、プログラム１１４などへのアクセスを提供することができる。例えば、ホスト・システム２０１は、ウェブ・ホスト、クラウド・ホスト、仮想ホスト、リモート・ホストもしくはメインフレーム・コンピュータ、またはこれらの組合せとして動作するサーバ（実または仮想サーバ）であることができる。ホスト・システム２０１に接続しているクライアント・システム２２７は、ネットワーク２５０を通じてホスト・システム２０１に接続し、ホスト・システム２０１によって提供された使用可能なリソースにアクセスすること、例えば１つまたは複数のプログラム１１４、アプリケーション２２３、ユーザ・プロセス２２１、サービスなどにアクセスすることができるコンピュータ・システム、コンピューティング・デバイスまたは別のタイプのデータ処理システム１００とすることができる。

【0037】

ネットワーク２５０の実施形態は、ホスト・システム２０１をクライアント・システム２２７に連結することができ、有線、無線または光ファイバ接続を使用して構築することができる。ホスト・システム２０１、クライアント・システム２２７および他のデータ処理システム１００の実施形態は、ネットワーク２５０を通じ、ネットワーク・インタフェース・コントローラ、ネットワーク・インタフェース・カード、またはネットワーク２５０との接続を容易にすることができる他のネットワーク通信デバイスなどの通信ユニット１１１を介して接続および通信することができる。コンピューティング環境２００、２９０、６００のいくつかの実施形態では、１つまたは複数のホスト・システム２０１およびクライアント・システム２２７が、ネットワーク２５０を通してアクセスされたときに継ぎ目のないリソース（seamless resources）の単一のプールの働きをするクラスタ化されたコンピュータおよび構成要素を利用するデータ処理システム１００を表していることがある。このような実施形態は、例えば、データ・センタ、クラウド・コンピューティング、ストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）およびネットワークアタッチト・ストレージ（network-attached storage）（ＮＡＳ）用途で使用することができる。

【0038】

通信ユニット１１１の実施形態は、特定の物理層およびデータリンク層規格を使用して、例えばイーサネット、ファイバ・チャネル、Ｗｉ－Ｆｉまたはトークン・リングを使用して、ネットワーク２５０に接続されたホスト・システム２０１、クライアント・システム２２７および他のデータ処理システム１００間でデータを伝送する通信を可能にする専門電子回路を実装することができる。通信ユニット１１１はさらに、ネットワーク２５０の通信チャネルを通して一緒に連結されたホスト・システム２０１、クライアント・システム２２７および他のデータ処理システム１００のグループとネットワーク２５０を通じて通信することを可能にする完全なネットワーク・プロトコル・スタックを可能にすることができる。ネットワーク２５０は、ネットワーク２５０に接続されたホスト・システム２０１、クライアント・システム２２７および他のデータ処理システム１００（例えばネットワーク・アクセスが可能なストレージ媒体）間での通信およびリソース共用を容易にすることができる。ネットワーク２５０の例は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ホーム・エリア・ネットワーク（ＨＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、バックボーン・ネットワーク（ＢＢＮ）、ピア・ツー・ピア・ネットワーク（Ｐ２Ｐ）、構内ネットワーク、企業ネットワーク、インターネット、クラウド・コンピューティング・ネットワークおよび当業者に知られている他のネットワークを含むことができる。

【0039】

図面に戻ると、図２ａは、仮想メモリ、メモリ・オブジェクトおよびＶＭメタデータ・ブロック割振りリクエストを管理することができるホスト・システム２０１の一実施形態を説明するブロック図を示している。図面によって示されているように、仮想メモリおよびＶＭメタデータの割振りを管理する役割を担うホスト・システム２０１（または他のタイプのデータ処理システム１００）は、示されている抽象化層のうちの１つまたは複数の抽象化層を含むことができる。例えば、ホスト・システム２０１の実施形態は、システム・ハードウェア２０３層、オペレーティング・システム２０５層（この層はカーネル２０６を含むことができる）およびユーザ・スペース２０７層を含むことができる。システム・ハードウェア２０３の実施形態は、ホスト・システム２０１の１つまたは複数の物理構成要素を含むことができ、それらの１つまたは複数の物理構成要素は、ホスト・システム２０１が利用することができるコンピュータ・リソースを提供することができ、ならびに／あるいは、例えばクライアント・システム２２７に割り当てられた１つまたは複数の仮想化されたコンピューティング・システムを生成することによって、リソースへのアクセスを要求している１つまたは複数のクライアント・システム２２７、あるいはホスト・システム２０１によって提供されている１つもしくは複数のアプリケーション２２３、プログラム１１４および／またはサービスにアクセスしている１つまたは複数のクライアント・システム２２７に供給することができるコンピュータ・リソースを提供することができる。システム・ハードウェア２０３層に見られるシステム・ハードウェア２０３の例は、図示されているように、（限定はされないが）１つもしくは複数のプロセッサ１０３、メモリ１０５、永続性ストレージ１０６またはＩ／Ｏインタフェース１１５あるいはこれらの組合せを含むことができる。

【0040】

ユーザ・スペース２０７層の実施形態は、実行中のアプリケーション２２３、ユーザ・プロセス２２１、プログラム１１４、サービスおよび他のソフトウェアに割り振られた、ホスト・システム２０１のメモリ１０５の一部分とすることができる。いくつかの実施形態では、ユーザ・スペース２０７が、オペレーティング・システム２０５のカーネル２０６の外側で実行するコードの全てを指すことがある。ユーザ・スペース２０７は、さまざまなプログラム１１４、サービスもしくはアプリケーション２２３またはこれらの組合せを含むことができるだけでなく、ユーザ・スペース２０７のソフトウェア・コードとカーネル２０６とをインタフェースするためにオペレーティング・システム２０５がアクセスすることができる１つまたは複数のライブラリ２２４を含むこともできる。ホスト・システム２０１によってアプリケーション２２３および他のソフトウェアが開かれているとき、オペレーティング・システム２０５（「ＯＳ２０５」）の実施形態は、プログラム１１４および任意の必要なリソースを、プラグインおよびライブラリ２２４とともにユーザ・スペース２０７にロードすることができる。ユーザ・スペース２０７の実施形態は、メモリ１０５の量が増大するにつれて増大することができる。例えば、ホスト・システム２０１のＲＡＭもしくは使用可能な他のタイプの物理メモリ３０１またはその両方を増大させることにより、複数のアプリケーション２２３を同時に実行することに対して、より多くのユーザ・スペース２０７を使用可能にすることができる。

【0041】

オペレーティング・システム２０５層の実施形態は、オペレーティング・システム２０５のカーネル２０６を含め、オペレーティング・システム２０５を含むことができる。ＯＳ２０５の実施形態は、システム・ハードウェア２０３のリソース、システム・ハードウェア２０３のリソースにアクセスするためおよび１つまたは複数のクライアント・システム２２７とのそれらのリソースの共用を容易にするためのデバイスに依存しないインタフェースを管理することができる。ＯＳ２０５は、ユーザがアクセスしているシステム・プログラム１１４およびアプリケーション２２３間でのシステム・ハードウェア２０３の使用を調整することができる。いくつかの実施形態では、ＯＳ２０５がカーネル２０６を含むことができる。カーネル２０６は、オペレーティング・システム２０５の中心モジュールであることがある。カーネル２０６は、ユーザ・スペース２０７内で実行されることがあるプログラム１１４、アプリケーション２２３、ユーザ・プロセス２２１、サービスなどから独立して実行することができる。カーネル２０６は、ホスト・システム２０１のメモリ１０５にロードすることができ、しばしば、ホスト・システム２０１または他のデータ処理システム１００をブートするときにロードされるＯＳ２０５の最初の部分である。カーネル２０６の実施形態は、メモリ１０５にロードされた後、必須のサービス、アプリケーションおよびオペレーティング・システム２０５の部分を実行するため、メモリ１０５内に留まることができる。カーネル２０６は、ユーザ・スペース２０７内で実行されているソフトウェアにシステム・ハードウェア２０３を接続する役割を担うことがある。カーネル２０６によって提供されるプログラムおよびサービスの例は、（限定はされないが、）アプリケーション２２３を実行するためのプロセス／タスク管理２０９、仮想メモリおよびメモリ・オブジェクト・メタデータの割振りを制御するための仮想メモリ・マネージャ２１３、デバイス・ドライバの使用を通したデバイス管理２１７、ならびにハード・ディスクおよび固体状態ドライブなどの永続性ストレージ１０６のスペースの割振りを管理するためのファイル・システム・マネージャ２１９を含むことができる。

【0042】

仮想メモリ・マネージャ２１３の実施形態は、ホスト・システム２０１のメモリ割振りプロセスを担当することができる。メモリ割振りは、アプリケーション２２３、プログラム１１４、サービスおよび他の形態のソフトウェアを仮想メモリ・スペースもしくは物理メモリ・スペースまたはその両方に割り当てるプロセスである。いくつかの実施形態では、メモリ割振りが主としてシステム・ハードウェア２０３の動作であることがあるが、ＯＳ２０５もしくはソフトウェア・アプリケーションまたはその両方によって管理されることもある。プログラム１１４、アプリケーション２２３およびサービスに、メモリ１０５内の特有アドレスを、実行されているプログラム１１４、アプリケーション２２３またはサービスの必要量に従って割り当てることができ、実行されたソフトウェアが操作を終えた後に、または実行されたソフトウェアがアイドル状態にあるときに、メモリ１０５をリリースすること、もしくはメモリ１０５を別のソフトウェアに割り振ること、またはその両方を実行することができ、あるいはメモリ１０５をホスト・システム２０１の主メモリ１０５とマージすることができる。

【0043】

ホスト・システム２０１などのデータ処理システム１００は、システムに導入された全物理メモリ３０１よりも多くのメモリ１０５をアドレス指定することができる。この追加のメモリは仮想メモリと呼ばれることがある。仮想メモリの実施形態は、永続性ストレージ１０６デバイスの部分またはセクションとして展開することができる。例えば、ホスト・システム２０１のメモリ１０５をエミュレートすることに専念する仮想メモリ・セクションを有するようにハード・ディスクをセットアップすることができ、ハード・ディスクは、例えば永続性ストレージ１０６デバイス上でＲＡＭをエミュレートすることによって仮想メモリ・スペースを提供することができる。仮想メモリ・スキームを使用することによって、ユーザ・スペース２０７で実行しているプログラム１１４、アプリケーション２２３および他のソフトウェアを物理メモリ３０１よりも大きくすること、永続性ストレージ１０６を使用することによってホスト・システム２０１が物理メモリ３０１の使用を拡張することを可能にすること、および、さらに、仮想メモリのそれぞれの仮想アドレスが物理アドレスに変換されるため、メモリ１０５の保護を提供することができる。仮想メモリ・マネージャ２１３の実施形態は、ページ・ファイル（または「スワップ・ファイル」）と呼ばれるメモリ１０５イメージを永続性ストレージ１０６上に生成することができ、ＯＳ２０５は、永続性ストレージ１０６上の仮想メモリ位置を、あたかもその仮想メモリが物理メモリ３０１上に記憶されているかのようにアドレス指定することができる。物理メモリ３０１が記憶していないメモリ・ブロックをＯＳ２０５が要求するたびに、仮想メモリ・マネージャ２１３は、最近使用されていないメモリ・ブロックを物理メモリ３０１から取り出し、それをページング・ファイルに書き込むことができる。仮想メモリ・マネージャ２１３はさらに、ＯＳ２０５が要求したメモリ・ブロックをそのページング・ファイルから読み出すことができる。仮想メモリ・マネージャ２１３は次いで、そのメモリ・ブロックをそのページング・ファイルから取り出し、それを、最近使用されていない古いブロックの代わりに物理メモリ３０１に移動させることができる。このプロセスは、物理メモリ３０１のページ・ファイルを、永続性ストレージ１０６によって仮想メモリとして記憶されたページ・ファイルと交換（スワップ）するため、スワッピングと呼ばれることがある。

【0044】

図３ａを参照すると、永続性ストレージ１０６内のページ・ファイルを物理メモリ３０１に記憶されたページ・ファイルと交換するために仮想メモリ技術がどのようにスワッピングを使用するのかを示す一例が示されている。この図面に示されているように、プロセッサ１０３は、物理メモリ３０１のアドレスからメモリ・ブロック（すなわちアプリケーション２２３によって使用されるメモリ・オブジェクト）を、例えばアドレス・バス３０５を介して要求する。そのページ・ファイルが、物理メモリ３０１上ではなく永続性ストレージ１０６上に置かれている場合、仮想メモリのそのページ・ファイルを物理メモリ３０１のアドレスにスワップすることができ、そのデータを、データ・バス３０７を通してプロセッサ１０３に返すことができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１０３が、システム・ハードウェア２０３の中に構築されていることがあるメモリ管理ユニット（memory management unit）３０３（ＭＭＵ）を使用することができる。ＭＭＵ３０３は、永続性ストレージ１０６の仮想メモリに保持されたページ・ファイルの位置を記述した論理アドレスを、物理メモリ３０１の物理アドレスに変換する機能を実行することができる。ＭＭＵ３０３の実施形態は、要求されたメモリ・ブロックを物理メモリ３０１から取り出すために図３ａ～３ｃに示されているように仮想アドレスを物理アドレスに変換する機能もしくはタスク、またはページ・ファイルを永続性ストレージ１０６から物理メモリ３０１にスワップする機能もしくはタスク、あるいはその両方の機能もしくはタスクを実行することができる。仮想メモリ管理中にＭＭＵ３０３によって頻繁に使用されている論理もしくは物理アドレスまたは最近使用された論理もしくは物理アドレスの取出しを改善するため、いくつかの実施形態では、ホスト・システム２０１にキャッシュ１０７を含めることができる。例えば、ＭＭＵ３０３は、物理アドレスに変換する最近使用された論理アドレスまたは頻繁に使用されている論理アドレスを取り出すために論理キャッシュ（図３ｂに示されている）にアクセスすることができる。同様に、変換された論理アドレスに対応する頻繁に使用されている物理アドレスのより速い探索を提供するために、物理キャッシュ（図３ｃに示されている）を含めることもできる。

【0045】

いくつかの実施形態では、ホスト・システム２０１の仮想メモリ・マネージャ２１３がアロケータ２１５を含むことができる。アロケータ２１５の実施形態は、メモリ・オブジェクト（アプリケーション２２３によって使用されるメモリ・ブロック）と、ユーザ・スペース２０７内に展開されたアプリケーション２２３またはソフトウェアに割り振るためにホスト・システム２０１が使用可能な空きメモリ・ブロックとを管理することに関連したタスクまたは機能を実行する役割を担うことができる。アロケータ２１５が管理しているメモリ・オブジェクトおよび空きメモリ・ブロックをより効率的に管理するために、アロケータ２１５の実施形態は、アロケータ２１５がアクセス可能な仮想メモリのチャンク（chunk）を記述した（本明細書では「メモリ・オブジェクト・メタデータ」と呼ぶ）メタデータを生成および格納することができる。例えば、メタデータは、物理または仮想メモリによって記憶されたメモリ・オブジェクトのサイズ、ステータスおよびポインタ・アドレスを記述することができる。アロケータ２１５の実施形態は、メモリ・オブジェクト・メタデータを編成すること、および管理している仮想メモリ・ブロックを記述したメタデータ専用の１つまたは複数のＶＭメタデータ・ブロックにメモリ・オブジェクト・メタデータを格納することができる。いくつかの実施形態では、ＶＭメタデータ・ブロックを、メモリ・オブジェクトへの割振りに対して使用可能な仮想メモリのチャンクのヘッダとすることができる。

【0046】

図４ａ～４ｂの例に示されているように、ＶＭメタデータ・ブロックの実施形態は、アロケータ２１５によって、１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２ａ～４０２ｆ（総称してＶＭメタデータ・コンテナ４０２と呼ぶ）に編成されていることがある。ＶＭメタデータ・コンテナ４０２の実施形態は、複数のＶＭメタデータ・ブロックを含むことができる。１コンテナごとのＶＭメタデータ・ブロックの数は、ホスト・システム２０１が使用可能な物理メモリ３０１の総量、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２のサイズ、およびホスト・システム２０１によって生成されたＶＭメタデータ・コンテナ４０２の数によって変動することがある。いくつかの実施形態では、オペレーティング・システム２０５によって、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２のサイズおよび数を自動的に決定することができる。代替実施形態では、オペレーティング・システム２０５によって生成されるＶＭメタデータ・コンテナの格納サイズもしくは数またはその両方をユーザが指定することができる。したがって、アロケータ２１５が使用可能な、１ＶＭメタデータ・コンテナ４０２ごとのＶＭメタデータ・ブロックの数は、ホスト・システム２０１、コンピューティング環境、およびＶＭメタデータ・コンテナ４０２をインスタンス化する方法によって変動することがある。

【0047】

図４ａに示された例示的な実施形態では、オペレーティング・システム２０５によってインスタンス化されたＶＭメタデータ・コンテナ４０２のサイズおよび数が、ホスト・システム２０１が使用可能な物理メモリ３０１の全量を仮想メモリとして表現するのに十分なＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含むことができる。全物理メモリ３０１の全量を一度に表現するのに十分なＶＭメタデータ・コンテナ４０２をインスタンス化することによって、アロケータ２１５は、新規のコンテナ４０３の生成を要求する前に、全物理メモリ３０１を仮想メモリとして割り振ることができることがある。ホスト・システム２０１がブートアップする時点で全物理メモリ３０１を仮想メモリとして表現するため、アロケータ２１５の実施形態は、ＶＭメタデータ・コンテナの全数を事前にインスタンス化しておくことができる。ＶＭメタデータ・コンテナ４０２のインスタンス化がオペレーティング・システム２０５によって決定される実施形態では、ＶＭメタデータ・コンテナ４０３のインスタンス化を、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２の最適数もしくはＶＭメタデータ・コンテナ４０２のサイズまたはその両方を決定するアルゴリズムに基づいて、ホスト・システム２０１が使用可能なプロセッサ１０３およびメモリ１０５リソースの量に従って実施することができる。例えば、単一のＶＭメタデータ・コンテナが１２８ＧＢの仮想メモリを含むことをＯＳ２０５が選択した場合には、物理メモリ３０１の全量を、単一のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の選択されたサイズで割ることによって、インスタンス化するＶＭメタデータ・コンテナ４０２の全数を決定することができる。例えば、ホスト・システム２０１が１０２４ＧＢの物理メモリ３０１を含む場合、オペレーティング・システムは、個別に１つが１２８ＧＢを表す８つのＶＭメタデータ・コンテナをインスタンス化することができる。

【0048】

単一のメタデータ・コンテナ４０２のサイズを調整することにより、これよりも多くのまたはこれよりも少数の個々のＶＭメタデータ・コンテナ４０２をインスタンス化することができることを当業者は認識するであろう。例えば、個々のＶＭメタデータ・コンテナ４０２に１２８ＧＢを割り振る代わりに、単一のＶＭメタデータ・コンテナに６４ＧＢを割り振ることができる。このようにすると、オペレーティング・システム２０５は、全体で１０２４ＧＢの物理メモリ３０１を完全に表現するために、１０２４ＧＢの物理メモリ３０１を含むホスト・システムを、１６個のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含むようにインスタンス化することができる。同様に、いくつかの実施形態では、ユーザが、単一のメタデータ・コンテナ４０２の所望のサイズを入力することができ、ホスト・システム２０１の全物理メモリ３０１に応じて、オペレーティング・システム２０５は、ユーザが定めたサイズに個々に対応する複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を生成することができる。このユーザが定めたサイズは、ホスト・システムの物理メモリ３０１の全量を反映したものとなろう。

【0049】

図４ａに示されているように、ホスト・システム２０１によってインスタンス化された複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２をさらに、複数のコンテナ・グループ４０７ａ～４０７ｄ（図面には「グループ４０７ａ」から「グループ４０７ｄ」として示されており、本明細書では総称してコンテナ・グループ４０７と呼ぶ）に編成することができる。それぞれのコンテナ・グループ４０７を、そのコンテナ・グループへのアクセスを制御するロックに割り当てることができる。図４ａ～４ｂに示された例示的な実施形態では、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２が２つ以上のコンテナ・グループ４０７に編成される。単一のロックを使用して全てのＶＭメタデータ・コンテナ４０２へのアクセスを制御する代わりに、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を２つ以上のコンテナ・グループ４０７に分割することによって、２つ以上のロックは、割り当てられたコンテナ・グループへのアクセスを独立して制御することができ、複数の並列メモリ割振り操作を可能にすることを実行することができる。単一ロック・システム下では、次のメモリ割振り操作に移る前に、進行中のそれぞれのメモリ割振り操作が実行されるのを待たなければならないことにより、ホスト・システム２０１が妨げられることがある。図４ａの実施形態によって示されているように、オペレーティング・システム２０５によって事前にインスタンス化されたＶＭメタデータ・コンテナ４０２は、３つの別個のコンテナ・グループ４０７ａ、４０７ｂ、４０７ｃに分割されており、さらに個々のコンテナ・グループ４０７は、１コンテナ・グループ４０７につき２つのＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含む。図４ａに示されたこの例には、１コンテナ・グループにつき２つのＶＭメタデータ・コンテナ４０２だけを有する３つのコンテナ・グループ４０７だけが示されているが、１コンテナ・グループ４０７ごとに任意の数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２をインスタンス化することができる。例えば、個々のコンテナ・グループ４０７の各々に、３、４、５、１０、１５、２０個などまたはそれよりも多くのＶＭメタデータ・コンテナ４０２を割り当てることができる。さらに、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を編成するために任意の数のコンテナ・グループ４０７を取得することができる。例えば、オペレーティング・システム２０５は、複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を、２、４、６、１２、２５、５０、１００個などまたはそれよりも多くのコンテナ・グループ４０７に編成することができる。さらに、オペレーティング・システム２０５によって新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３が生成されたときには、この新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を、割り当てられたロック４０７ａ、４０７ｂ、４０７ｃによって制御された既存のコンテナ・グループに追加すること、または新たに取得されたロック４０７ｄによって制御された新規のコンテナ・グループ４０７ｄに編成することができる。

【0050】

いくつかの実施形態では、図４ａに示されているように、取得したコンテナ・グループ４０７の各々が、等しい数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含むことができる。いくつかの例では、１コンテナ・グループ４０７ごとのＶＭメタデータ・コンテナ４０２の数を非対称に編成することができ、一部のコンテナ・グループ４０７は、他のコンテナ・グループ４０７よりも多くのまたは少数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含むことができる。ＶＭメタデータ・コンテナ４０２の数を非対称にする理由はシステムによって異なることがある。例えば、ホスト・システムの全物理メモリ３０１を仮想メモリとして表現するために、インスタンス化された奇数個のＶＭメタデータ・コンテナがあることがある。図４ａに示されているものなどの他の例では、新規のメタデータ・コンテナ４０３の生成が、コンテナ・グループ４０７間のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の以前の対称性を乱すことがある。例えば、図４ａでは、コンテナ・グループ４０７ａ、４０７ｂおよび４０７ｃが２つのメタデータ・コンテナ４０２ａ～４０２ｆを含むが、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３が生成されてコンテナ・グループ４０７ｄに入れられた後は、コンテナ・グループ４０７ｄが、（少なくとも次のＶＭメタデータ・コンテナ４０２が生成されるまで）１つの新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３だけを含む。いくつかの例では、図４ａに示されているように１つの新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成する代わりに、一度に複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成すること、例えばコンテナ・グループ４０７ｄに割り当てられた２つの新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することができる。

【0051】

アロケータ２１５の実施形態は、割振りアルゴリズムに従ってＶＭメタデータ・ブロックをＶＭメタデータ・コンテナ４０２に割り振ることができる。アロケータ２１５によって使用される割振りアルゴリズムの例示的な実施形態は、メモリ・オブジェクトを記述したメタデータを最少使用ＶＭメタデータ・コンテナ４０２内のＶＭメタデータ・ブロックに割り振るアルゴリズムを使用してメモリ・オブジェクト・メタデータをＶＭメタデータ・ブロックに割り振るアルゴリズムに従うことによって、図４ａに示されているように、割り当てられたロックによって制御された複数コンテナ・グループ４０７システムを利用することができる。ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を順番に埋めることに帰着する、メタデータを割り振る上述の第１の使用可能なアルゴリズムとは対照的に、メタデータを最少使用メタデータ・コンテナ４０２に割り振ると、図４ｂに示されているように、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２がＶＭメタデータ・ブロックを、コンテナ・グループ４０７を横切ってより均等に割り振る。図４ｂの例示的な実施形態では、複数のコンテナ・グループ４０７ａ～４０７ｃにまたがるＶＭメタデータ・コンテナ４０２ａ～４０２ｆ間で、割振り済みのＶＭメタデータ・ブロック４０８ａ～４０８ｆが均等に（またはほぼ均等に）分散している。新規のメタデータ・ブロック割振りが要求されると、アロケータ２１５は、スキャンを実行することによって、コンテナ・グループ４０７の使用レベルもしくはコンテナ・グループ４０７内のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の使用レベルまたはその両方をサンプリングするタスクを実行することができる。このサンプリング・スキャンの結果に基づいて、アロケータ２１５の実施形態は、複数のコンテナ・グループ４０７の中の最少使用コンテナ・グループ４０７であるコンテナ・グループ４０７を選択することができる。いくつかの実施形態では、ロックの競合を最小限に維持するため、使用レベルのサンプリング・スキャン中にロックを取得することなく、アロケータ２１５がコンテナ・グループ４０７をスキャンすることができる。このサンプリング・スキャンは簡単なものであってもまたは非網羅的なものであってもよく、コンテナ・グループ４０７内のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の使用レベルの迅速な近似を提供するものとすることができる。サンプリング・スキャンの実施形態は、必ずしも最少使用コンテナ・グループ４０７の絶対測定値を提供しなくてもよく、推定される使用レベルを提供するものであってもよい。最少使用コンテナ・グループ４０７を識別した後、アロケータ２１５は、割振りリクエストを履行するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックを含むコンテナ・グループ４０７内の１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２に対する割振りリクエストの履行をターゲットとすることができる。アロケータ２１５は、最少使用コンテナ・グループ４０７内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナ４０２のＶＭメタデータ・ブロックにメモリ・オブジェクト・メタデータを格納することができる。

【0052】

アロケータ２１５の実施形態はさらに、既に既存のメモリ・オブジェクト・メタデータがＶＭメタデータ・ブロックに割り当てられているメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストを対象とする仮想メモリ管理機能に関連したタスクを実行することができる。アロケータ２１５は、最初に、既存のメモリ・オブジェクトのメタデータをＶＭメタデータ・ブロックに既に格納している１つまたは複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２をターゲットとすることによって、その既存のメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストを履行することができる。アロケータ２１５は、そのメモリ・オブジェクトに関連した既存のメモリ・オブジェクト・メタデータを含むＶＭメタデータ・コンテナ４０２をスキャンし、そのメモリ・オブジェクトのメタデータを以前に格納したＶＭメタデータ・コンテナ４０２と同じＶＭメタデータ・コンテナ４０２を使用してアロケータ２１５が拡張リクエストを履行することができるかどうかを判定することができる。以前に使用したそのＶＭメタデータ・コンテナ４０２に十分な空きスペースが存在しない場合、アロケータ２１５は、以前に使用したＶＭメタデータ・コンテナ４０２と同じコンテナ・グループ４０７内の別のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を使用してリクエストを履行することを試みることができる。例えば、アロケータ２１５が以前に、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２ａ内のＶＭメタデータ・ブロックにメタデータを割り振ったメモリ・オブジェクトを、拡張リクエストが拡張しようとしている場合、アロケータ２１５は、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２ａをスキャンして、拡張リクエストを履行するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックがあるかどうかを判定する。十分な空きスペースが使用可能である場合、アロケータは、そのメモリ・オブジェクトのメタデータをＶＭメタデータ・コンテナ４０２ａ内のＶＭメタデータ・ブロックに書き込むことができる。十分な空きスペースが使用可能でない場合、アロケータは、そのメモリ・オブジェクトのメタデータの全てをコンテナ・グループ４０７ａ内に保持するために、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２ｂをスキャンして、そのメモリ・オブジェクトにＶＭメタデータ・ブロックを割り振るのに十分な空きスペースが使用可能であるかどうかを判定する。

【0053】

いくつかの例では、アロケータ２１５が、メモリ・オブジェクトのメタデータを同じコンテナ・グループ４０７内に維持することが可能ではなく、その結果、異なるロックによって制御された複数のコンテナ・グループ４０７にまたがる２つの別個のＶＭメタデータ・コンテナ４０２内のＶＭメタデータ・ブロックにメモリ・オブジェクト・メタデータが割り振られること、例えば、コンテナ・グループ４０７ａ内に存在するＶＭメタデータ・コンテナ４０２ｂとコンテナ・グループ４０７ｂ内に存在するＶＭメタデータ・コンテナ４０２ｄとにメモリ・オブジェクトのＶＭメタデータ・ブロックが割り振られることがある。複数のロック４０７にまたがるこのような状況は、単一のコンテナ・グループ４０７内のＶＭメタデータ・コンテナ４０２がいっぱいになったとき、もしくは既存のメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストに対応するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックがないとき、またはその両方が生じたときに起こることがある。

【0054】

いくつかの実施形態では、メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３が複数のコンテナ・グループ４０７にわたって分散しており、複数のロック０７ａ～５０７ｅによってアクセス制御されるときに、アロケータ２１５が、操作を実行するためにホスト・システム２０１がアクセスおよび使用しているメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３に関するメモリ管理操作を効率化することができる。例えば、メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３を格納するために、ＶＭメタデータ・ブロックを解放する操作を実行することはもはや必要ない。メモリ・オブジェクトに関連したメタデータ・ブロック割振り５０１に関する操作を、メタデータが割り振られた順番で実行する代わりに、アロケータ２１５の実施形態は、コンテナ・グループ４０７に基づいてメモリ管理操作を実行することができ、したがって、ロック５０７を１回取得し、次いでそのロック５０７をリリースすることにより、全ての操作を実行することができる。１つのコンテナ・グループ４０７の全体に対して操作を一度に実行することにより、アロケータ２１５は、ロック５０７ａ～５０７ｅを複数回にわたって取得および再取得する必要がない。そうせずに、１つのコンテナ・グループ４０７の全体に対してＶＭ管理操作を実行し、次いでロック５０７をリリースすることができ、将来の操作を実行するためにロックを再び取得しなおす必要がない。

【0055】

例えば、図５は、複数のコンテナ・グループ４０７およびロック５０７にまたがるメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３を含むメモリ・オブジェクトに対するメタデータ・ブロック割振り５０１に関するメモリ操作を実行するアロケータ２１５の一例を示している。メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ａ１から５０３ａ８は、ロック５０７ａによって制御されたコンテナ・グループ４０７ａに割り振られている。メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ｂ１～５０３ｂ６は、ロック５０７ｂによって制御されたコンテナ・グループ４０７ｂに割り振られており、メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ｃ、５０３ｄおよび５０３ｅはそれぞれ、それぞれロック５０７ｃ、５０７ｄ、５０７ｅによって制御されたコンテナ・グループ４０７ｃ、４０７ｄおよび４０７ｅに割り振られている。（メモリ・オブジェクトを記述したメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３を格納しているＶＭメタデータ・ブロックを解放するなどの）メモリ管理操作をアロケータ２１５が実行するとき、アロケータ２１５は、メタデータ・ブロック割振り５０１によって示された順序でメモリ操作を実行するのではなしに、コンテナ・グループ４０７に基づいてメモリ操作を実行することによって、操作を効率化することができる。例えば、アロケータ２１５は、最初に、メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ａ１を制御しているロック５０７ａを取得し、メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ａ１を解放し、図５に示されているとおりにメタデータ・ブロック割振り５０１に沿って移動し、次のロック５０７ｂを取得してメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ｂ１を解放し、続いてロック５０７ｃを取得してメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ｃ１を解放する（以下同様）こと、その結果として、個々のロック５０７を必要に応じて複数回取得することを回避することができる。例えば、メタデータ・ブロック割振り５０１に示されたメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３の順序でメモリ操作を実行すると、その結果として、ロック５０７ａを８回、ロック５０７ｂを６回、ロック５０７ｃ、５０７ｄおよび５０７ｅをそれぞれ４回取得することになる。その代わりに、アロケータ２１５は、ロック５０７ａ～５０７ｅをそれぞれ１回取得し、取得したロック５０７によって制御された全てのメモリ・オブジェクト・メタデータ５０３に対するメモリ管理操作を実行し、そのロック５０７をリリースし、次のロック５０７に移ることができる。例えば、アロケータ２１５は、ロック５０７ａを取得し、ロック５０７ａが取得されている間に、（メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ａ１～５０３ａ８に関連したＶＭメタデータ・ブロックを解放するなどの）メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ａ１～５０３ａ８に関するメモリ操作の全てを実行し、ロック５０７ａをリリースし、ロック５０７ｂの取得に移り、メモリ・オブジェクト・メタデータ５０３ｂ１～５０３ｂ６を格納しているメタデータ・ブロックを解放し、ロック５０７ｂをリリースすることができる。アロケータ２１５は、このプロセスを、ロック５０７ｃ、５０７ｄ、５０７ｅに関連した残りのコンテナ・グループ４０７ｃ、４０７ｄ、４０７ｅに対してそれらに応じて繰り返すことができる。

【0056】

アロケータ２１５の実施形態は、並行してもしくは同時にまたはその両方で実行される複数の割振りおよび割振り解除操作をサポートすることができる。ＶＭメタデータ・コンテナ４０２の使用の実施形態は流体手順（fluid procedure）であることがあり、ホスト・システム２０１のＯＳ２０５は、ホスト・システム２０１の状態の変化により、必要な数よりも多くのＶＭメタデータ・コンテナ４０２を意図せずに生成することがある。アプリケーション２２３が閉じているときまたはアイドル状態になったとき、アプリケーション２２３に関連したメモリ・オブジェクトをメモリ１０５からリリースして、アロケータ２１５が、リリースされたメモリ・オブジェクトのメモリ・オブジェクト・メタデータを削除し、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２に空きＶＭメタデータ・ブロックを返すことを可能にすることができる。したがって、メモリ・オブジェクトをリリースし、空きＶＭメタデータ・ブロックを生成することによって、新たに解放されたＶＭメタデータ・ブロックに新規のＶＭメタデータを書き込む目的、または拡張するメモリ・オブジェクトの既存のメタデータに対するスペースを提供する目的に、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２の格納スペースが使用可能になる。

【0057】

アロケータ２１５の実施形態は、リソースの最小量を、ホスト・システム２０１による使用に対して自由におよび直ちに使用可能に維持する（これは「「ｍｉｎｆｒｅｅ」スキーム」と呼ばれる）ためのオペレーティング・システム２０５のシステム・ワイド・スキーム（system-wide scheme）に従うことができる。アロケータ２１５の実施形態は、新規のＶＭメタデータ・コンテナをカーネル２０６から要求すべきかどうかを判定するために、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成を要求するシステム・コールとｍｉｎｆｒｅｅスキームとを比較することができる。上記のとおり、ＶＭメタデータ・ブロックの使用可能性は絶えず変化しうる。新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することを求めるリクエストが必要であることを、ホスト・システム２０１の現在の状態がアロケータ２１５に示すことがあるが、生成リクエストの実行もしくは新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３のインスタンス化またはその両方の前に、１つまたは複数のＶＭメタデータ・ブロックが解放されることがある。例えば、アロケータ２１５がＶＭメタデータ・ブロック割振りリクエストを受け取り、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２に問い合わせ、どのＶＭメタデータ・コンテナも、そのリクエストを履行するのに十分な空きスペースを含んでいないことが分かったとする。アロケータ２１５は、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成するためにカーネル・プロセスをポストする。しかしながら、その間に、アプリケーション２２３の別のプロセスがＶＭメタデータ・ブロックの全てを解放し、その結果、そのリクエストを履行するのに十分な空きブロックが生じた。ＶＭメタデータ・コンテナ４０３をインスタンス化する前に、カーネル・プロセスは、ホスト・システム２０１の状態を問い合わせ、自由に使用可能なリソースの量を指定したｍｉｎｆｒｅｅスキームの要件を満たすのに十分な空きスペースが全てのＶＭメタデータ・コンテナ４０２上に存在するかどうかを判定することができる。この問合せが、自由に使用可能なリソースの最小レベルが達成されているとの指示を返した場合（このことは、ポストされたカーネル・プロセス・リクエストと問合せの時点との間にリソースが解放されたことを示す）、カーネル・プロセスは、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することを求めるリクエストを履行せず、仮想メモリ管理の流動性（fluidity）および不必要なＶＭメタデータ・コンテナ４０２の意図しない生成に対する保護を提供する。

【0058】

ホスト・システム２０１の例示的な実施形態では、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成するためにアロケータ２１５によって呼び出されたカーネル・プロセスが、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成する役割を担う単一のエンティティであることがある。したがって、このような実施形態の下では、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成が直列化され、その結果、カーネル・プロセス・リクエストがポストされた順序で１度に１つの新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３が生成される。リクエストおよび生成プロセスの直列化によって、カーネル・プロセスの例示的な実施形態は、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成の合間にホスト・システム２０１の状態を問い合わせて、ｍｉｎｆｒｅｅスキームに従っているか否か、および自由に使用可能なリソースの最小量があるかどうかを判定することができる。新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成の合間に問合せを実行することによって、カーネル・プロセスは、自由に使用可能なリソースの最小量が検出された（すなわち１つまたは複数のアプリケーション２２３またはプロセスによってＶＭメタデータ・ブロックが解放された）直後に新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３が連続的に生成されることを防ぐことができ、システム・ワイドｍｉｎｆｒｅｅレベルを達成するのに十分なＶＭメタデータ・ブロックが使用可能になったときに新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の意図しない過生成を防ぐことができる。

【0059】

ホスト・システム２０１のいくつかの実施形態では、既存のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の全てがいっぱいまたはほぼいっぱいであるときにホスト・システム２０１の仮想メモリ管理が単一ロック４０７スキームに移ることを防ぐために、安全機構を実装することができる。ＶＭメタデータ・ブロックが解放されるのをホスト・システム２０１が待っているときに、ＶＭメタデータ・ブロックを新規の割振りリクエストにＶＭメタデータ・ブロックを割り振るための唯一の選択肢として、単一の新規のメタデータ・コンテナ４０３だけがある状況を回避するため、カーネル・プロセスの実施形態は、アロケータ２１５によってそうするようポストされたときに、一度に複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することができる。上記のとおり、カーネル・プロセスは、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成の合間に、自由に使用可能なリソースの最小量を絶え間なくチェックし、既存のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の中の使用可能な十分なＶＭメタデータ・ブロックが、システム・ワイドｍｉｎｆｒｅｅレベル・スキームを履行するために自由に使用可能であるときに、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成を停止することができる。

【0060】

図面を参照する。図６は、コンピューティング環境６００を含む代替実施形態を示しており、ホスト・システム２０１は、クライアント・システム２２７によってアクセスされている１つまたは複数のアプリケーション２２３を、コンテナ・クラスタ６０２のコンテナ化された複数の別個の環境（コンテナ６０３ａ～６０３ｎとして示されている）にコンテナ化することができる。ホスト・システム２０１の実施形態は、本開示と矛盾しない方式でホスト・システム２０１によって提供およびホストされたコンテナ化されたアプリケーションのためにオペレーティング・システム２０５を介して仮想メモリ操作を管理することができる。コンテナ６０３の実施形態は、コンテナ６０３の動作環境内に、アプリケーション・イメージ６０７ａ～６０７ｎおよびソフトウェア従属性（software dependency）６０５ａ～６０５を含む。ホスト・システム２０１は、マルチ・ユーザ・オペレーティング・システム（すなわちホスト・オペレーティング・システム２０５）を実行し、ホスト・システム・ハードウェア２０３を介して、アプリケーション２２３の機能を実行するためのコンテナ化されたコンピュータ環境を含む１つまたは複数のコンテナ６０３ａ～６０３ｎ（総称してコンテナ６０３と呼ぶ）にコンピューティング・リソースを提供することができる。コンテナ・クラスタ６０２内のコンテナ６０３によって共用されるオペレーティング・システム２０５の実施形態は、アプリケーション・イメージ６０７を実行するためにコンテナ６０３に割り振られた仮想メモリを管理することができる。

【0061】

コンピューティング環境６００の実施形態は、複数のネットワーク、ドメインもしくは地理的位置またはこれらの組合せにまたがることがある複数のデータ・センタに編成されていてもよい。いくつかの実施形態では、データ・センタが物理的位置に存在することができ、他の実施形態では、データ・センタが、クラウド・ネットワークを横切って分散した複数のホスト・システム２０１、もしくは物理的に限局されたホスト・システム２０１と分散ホスト・システム２０１の組合せ、またはその両方を含むことができる。データ・センタは、１つまたは複数のホスト・システム２０１を含むことができ、それらのホスト・システム２０１は、図６に示されているように、コンテナ６０３の環境内にカプセル化されたコンテナ化されたアプリケーション・イメージ６０７を実行するために、ホスト・システム・ハードウェア２０３、ホスト・オペレーティング・システム２０５、ならびに／または限定はされないがオープンソースのＤｏｃｋｅｒおよび／もしくはＯｐｅｎＳｈｉｆｔソフトウェアなどのコンテナ化ソフトウェア６０１を提供する。図６に示された例示的な実施形態は３つのコンテナ６０３を含んでいるが、図６の実施形態は、ホスト・システム２０１によって複数のコンテナ６０３をホストし管理することができる発想の単なる例である。ホスト・システム２０１が３つのコンテナ６０３だけをホストすることに限定されると、図６の実施形態が暗示していると決して考えるべきではない。ホストされたコンテナ６０３の数およびホスト・システム２０１によって管理される仮想メモリ操作は、使用可能なコンピューティング・リソースの量によって、ならびにホスト・システム・ハードウェア２６７、およびコンテナ化ソフトウェア６０１によってコンテナ６０３内で実行されているアプリケーション・イメージ６０７が必要とするコンピューティング・リソースの量に基づいて異なることがある。

【0062】

コンテナ化ソフトウェア６０１の実施形態は、コンテナ化されたプログラム１１４およびアプリケーション２２３を開発、供給および実行し、コンテナ６０３のコンピューティング環境内でコードを迅速に展開することを可能にするソフトウェア・プラットホームとして機能することができる。ホスト・システム２０１間および異なる地理的位置で動作していることがある異なるデータ・センタ間で、コンテナ６０３の実施形態を転送することができ、それによって、コンテナ化ソフトウェア６０１を実行しているホスト・システム２０１上でコンテナ６０３を実行することを可能にすることができる。コンテナ化ソフトウェア６０１は、ホスト・システム２０１が、ホスト・システム・ハードウェア２０３およびホスト・システム２０１の他のインフラストラクチャから、コンテナ化されたアプリケーション２２３およびプログラム２２１を分離すること、ならびにホスト・システムのオペレーティング・システム２０５を介してホスト・システム２０１上で実行されているコンテナに詰められたアプリケーション２２３のための仮想メモリ操作を管理することを可能にする。

【0063】

コンテナ化ソフトウェア６０１は、コンテナ６０３の隔離された環境内でアプリケーション・イメージ６０７をパッケージ化および実行する能力を有するホスト・システム２０１を提供する。個々のコンテナ６０３によって提供される隔離およびセキュリティは、ホスト・システム２０１が、アプリケーション・イメージ６０７の複数のインスタンスを実行し、同時に、単一のホスト・システム２０１上のアプリケーション・イメージ６０７の全てに対する仮想メモリ操作を管理することを可能にすることができる。通常は仮想マシンによって使用されるハイパーバイザの必要性を排除することにより、コンテナ６０３を軽量とすることができる。むしろ、コンテナ６０３は、ホスト・オペレーティング・システム２０５のカーネル２０６内で直接に実行することができる。しかしながら、アプリケーション・イメージ６０７の実施形態は、コンテナ化を有する仮想マシンの仮想化を組み合わせることから利益を得ることができる。例えば、ホスト・システム２０１は、コンテナ化ソフトウェア６０１を実行している仮想マシンであることができる。

【0064】

コンテナ化ソフトウェア６０１の実施形態は、コンテナ化エンジン（図示せず）を含むことができる。コンテナ化エンジンは、デーモン・プロセスを実行するサーバ・プログラム、デーモン・プロセスに話しかけ、アプリケーション・イメージ６０７に命令を提供するためにアプリケーション２２３もしくは他のプログラムまたはその両方が使用することができる１つまたは複数のインタフェースを指定するＲＥＳＴＡＰＩ、および命令を入力するためのコマンドライン・インタフェース（ＣＬＩ）クライアントを含むことができるクライアント・サーバ・アプリケーションであることができる。一実施形態では、ホスト・システム２０１のコンテナ化ソフトウェア６０１と通信するために、クライアント・システム２２７がＣＬＩを使用してコマンドを入力することができる。図６に示された例示的な実施形態では、ホスト・システム２０１とインタフェースするクライアント・システム２２７のメモリ１０５または永続性ストレージ１０６にロードされたアプリケーション・インタフェース２２９を介して、クライアント・システム２２７によってホスト・システム２０１に提供されたコマンドを入力することができる。

【0065】

ＣＬＩの実施形態は、コンテナ化エンジンのＲＥＳＴＡＰＩを使用し、自動化されたスクリプトを通してまたはダイレクトＣＬＩコマンドを介して、デーモンを制御し、デーモンと対話することができる。ＣＬＩから命令を受け取ったことに応答して、ＲＥＳＴＡＰＩを介して、デーモンは、コンテナ６０１内にある１つまたは複数のソフトウェア・イメージ、コンテナ６０１自体、ネットワーク、データ・ボリューム、プラグインなどを含む、コンテナ化ソフトウェア６０１のメモリ・オブジェクトを生成および管理することができる。イメージは、コンテナ６０３を生成するための命令を有するリードオンリー・テンプレートであることがあり、かつカスタマイズ可能であることがある。コンテナ６０３は、ソフトウェア・イメージの実行可能なインスタンスであることができる。コンテナ化ソフトウェア６０１のＡＰＩを使用して、またはＣＬＩを介して、コンテナ６０３を生成、開始、停止、移動または削除することができる。コンテナ６０３を１つまたは複数のネットワーク２５０に接続することができ、ストレージ・デバイスに取り付けることができ、もしくはコンテナ６０３の現在の状態に基づいて新規のイメージを生成することができ、またはこれらの組合せを実行することができる。

【0066】

仮想メモリ・メタデータの割振りを管理するための方法
図７～８ｂの図面は、メモリ・オブジェクト・メタデータの割振りを管理するためのコンピュータ実施方法を実行するアルゴリズム７００、８００の実施形態を表している。図示および記載されたアルゴリズム７００、８００は、包括的には図１のデータ処理システム１００によって、より詳細には本明細書に記載された図２ａ～６に示された専門データ処理システムの実施形態によって定義された１つまたは複数のコンピュータ・システムを使用することができる。図７および図８ａ～８ｂによって記載されたアルゴリズム７００、８００のステップは、提示された順序とは異なる順序で実行することができることを当業者は認識すべきである。アルゴリズム７００、８００は、必ずしも、本明細書に記載された全てのステップを実行することを要求しない。むしろ、アルゴリズム７００、８００のいくつかの実施形態は、下で論じるステップのうちの１つまたは複数のステップを使用したステップのサブセットを実行することにより方法を変更することができる。

【0067】

アルゴリズム７００の実施形態は、ホスト・システム２０１のブート・プロセス中に複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を事前にインスタンス化するためのプロセスを説明していることがある。アルゴリズム７００はステップ７０１から開始することができる。ステップ７０１で、ホスト・システム２０１をオンにし、オペレーティング・システム２０５をロードするために、ホスト・システム１００または別のタイプのコンピューティング・システムなどのデータ処理システム１００がブート・プロセスを開始する。オペレーティング・システム２０５のカーネル２０６をメモリ１０５にロードすることができる。ステップ７０３で、オペレーティング・システム２０５もしくはカーネル２０６またはその両方は、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を生成するインスタンス化モードを判定すること、例えば、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２のインスタンス化が、オペレーティング・システム２０５のパラメータの指示で生成されるか、またはユーザによって指示されたパラメータの指示で生成されているかを判定することができる。ステップ７０５で判定を実行することができ、ＶＭメタデータ・コンテナを生成するインスタンス化モードが、ＯＳ２０５によって指示されたものとして検出された場合、アルゴリズム７００はステップ７０７に進むことができる。反対に、ステップ７０５で、ユーザによって指示されたインスタンス化モードが検出された場合、アルゴリズム７００はステップ７０９に進むことができ、ユーザによって指示されたパラメータに基づいて、定められた数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を生成することができる。

【0068】

ステップ７０７で、ＯＳによって指示されたインスタンス化モードに関して、オペレーティング・システム２０５は、生成するＶＭメタデータ・コンテナ４０２の数を、ホスト・システム２０１の使用可能なリソースに基づいて計算することができる。具体的には、オペレーティング・システムは、仮想メモリを管理することをタスクとするホスト・システム２０１または他のデータ処理システム１００に対して専用の物理メモリ３０１の全量を計算し、その物理メモリ３０１の全量を、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を用いて全実物理メモリを仮想メモリとして正確に表現するためにＯＳ２０５によって決定されたＶＭメタデータ・コンテナ４０２に対する事前に選択されたサイズ、最適化されたサイズまたは所望のサイズで割ることができる。ステップ７０９で、インスタンス化モードがＯＳによって指示されたモードであるのかまたはユーザによって指示されたモードであるのかに基づいてＯＳによって指示されたパラメータもしくはユーザによって指示されたパラメータまたはその両方に従って、オペレーティング・システム２０５のカーネル・プロセスは、選択されたサイズの複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を生成することができる。アルゴリズム７００のステップ７１１で、オペレーティング・システム２０５は、ステップ７０９で生成したＶＭメタデータ・コンテナ４０２を、個々のコンテナ・グループ４０７に割り当てられたロック５０７によって制御されたコンテナ・グループ４０７にグループ分けすることができる。この例示的な実施形態では、オペレーティング・システム２０５が、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を少なくとも２つのコンテナ・グループ４０７に編成することができる。しかしながら、オペレーティング・システム２０５は、最適であると判定された任意の数のコンテナ・グループ４０７またはユーザ定義のパラメータによって設定された任意の数のコンテナ・グループ４０７を生成することができる。これに応じて、ステップ７１３で、オペレーティング・システムは、オペレーティング・システム２０５へのホスト・システム７１３のブートを終了し、オペレーティング・システムは、ブートアップ・プロセス中にインスタンス化されたＶＭメタデータ・コンテナ４０２を使用した仮想メモリ・メタデータのユーザ駆動型の操作および管理を含むさらなる操作を実施する準備ができている。

【0069】

アルゴリズム７００の実施形態は、上で説明したＶＭメタデータ・コンテナ４０２のインスタンス化に続いてアルゴリズム８００に進むことができる。アルゴリズム８００は、ステップ８０１での開始に進むことができる。ステップ８０１で、ホスト・システム２０１は、アプリケーション２２３、プログラム１１４、サービスまたは他の実行されたソフトウェアによって使用されるメモリ・ブロックにメモリ・オブジェクトを割り振ることを求めるメモリ割振りリクエストを受け取ることができる。仮想メモリ・マネージャ２１３のアロケータ２１５は、割振りリクエストを管理すること、およびメモリ・オブジェクトを記述したメモリ・オブジェクト・メタデータをＶＭメタデータ・コンテナ４０２の１つまたは複数のＶＭメタデータ・ブロックに書き込むことをタスクとすることができる。アロケータ２１５は、ステップ８０３で、割振りリクエストを分析し、ステップ８０１で受け取った割振りリクエストのタイプを判定すること、例えば、その割振りリクエストが、新規のメモリ・オブジェクトを記述したメタデータを管理することを求めるリクエストであるのか、または１つもしくは複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２に格納されたメタデータを既に含む既存のメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストであるのかを判定することができる。

【0070】

ステップ８０５で、ステップ８０３での分析に基づいて、その割振りリクエストが、新規のメモリ・オブジェクトを記述した新規のメタデータを格納することを求めるリクエストであるのか、または、既存のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の１つまたは複数のＶＭメタデータ・ブロックに以前に格納されたメタデータを有する既存のメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストであるのかを判定することができる。そのリクエストが、新規のメモリ・オブジェクト・メタデータを管理することを求めていると判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８１７に進むことができる。反対に、そのリクエストが、既存のメモリ・オブジェクト・メタデータを拡張することを求めるものであった場合、アルゴリズム８００はステップ８０７に進むことができる。ステップ８０７で、アロケータ２１５は、最初に、拡張するよう要求されているメモリ・オブジェクトを記述したメモリ・オブジェクト・メタデータを以前に格納した以前に使用されたＶＭメタデータ・コンテナ４０２をターゲットとすることができる。アロケータ２１５は、ターゲットとしたＶＭメタデータ・コンテナ４０２（以後、ターゲットＶＭメタデータ・コンテナ４０２）をスキャンして、ターゲットＶＭメタデータ・コンテナ４０２内の使用可能なスペースの量が、拡張リクエストを履行するよう要求されたスペースの量よりも大きいかどうかまたは等しいかどうかを判定することができる。

【0071】

ステップ８０９で、ステップ８０７で実行したターゲットＶＭメタデータ・コンテナ４０２のスキャンに基づいて、ターゲットＶＭメタデータ・コンテナが、その追加のメモリ・オブジェクト・メタデータを少なくとも１つの使用可能なＶＭメタデータ・ブロックに書き込むのに十分な空きスペースを含むかどうかを判定する。ＶＭメタデータ・コンテナ４０２に十分なスペースがある場合、アルゴリズム８００はステップ８２５に進むことができ、アロケータ２１５は、ターゲットＶＭメタデータ・コンテナ４０２のＶＭメタデータ・ブロックを、拡張リクエストの対象であるメモリ・オブジェクトのメモリ・オブジェクト・メタデータを以前に格納したＶＭメタデータ・コンテナ４０２に割り振ることができる。反対に、ステップ８０９で、ターゲットＶＭメタデータ・コンテナ４０２内のスペースは拡張リクエストを履行するのには不十分であるとアロケータ２１５によって判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８１１に進むことができる。ステップ８１１で、アロケータ２１５はさらに、ステップ８０７および８０９で十分なスペースがあるかどうかを判定するために以前にターゲットとしスキャンしたＶＭメタデータ・コンテナ４０２と同じコンテナ・グループ４０７内に複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２があるかどうかを判定することができる。ステップ８１１で、同じコンテナ・グループ４０７内に追加のＶＭメタデータ・コンテナ４０２がないと判定された場合、アルゴリズムはステップ８１７に進むことができる。さらに、ステップ８１１でのアロケータ２１５による判定が、同じコンテナ・グループ４０７内に追加のＶＭメタデータ・コンテナ４０２があると判定した場合、アルゴリズムはステップ８１３に進み、全てのＶＭメタデータ・コンテナ４０２をスキャンし、十分な量のスペースに関して評価したか否かをさらに判定することができる。ステップ８１３で、同じコンテナ・グループ４０７内の全てのＶＭメタデータ・コンテナ４０２のスキャンが完了しており、十分なスペースを含むＶＭメタデータ・コンテナ４０２がないと判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８１７に進むことができる。

【0072】

反対に、ステップ８１３で、同じコンテナ・グループ４０７内の全てのＶＭメタデータ・コンテナ４０２のスキャンが完了したわけではないとアロケータ２１５によって判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８１５に進むことができる。ステップ８１５で、アロケータ２１５は、ステップ８０７でスキャンしたＶＭメタデータ・コンテナと同じコンテナ・グループ４０７内の残りのＶＭメタデータ・コンテナ４０２をスキャンすることができる。いくつかの実施形態では、アロケータ２１５が、このスキャンに基づいて、最初に、最少使用ＶＭメタデータ・コンテナ４０２をターゲットとして、そのコンテナ・グループ４０７内の最少使用メタデータ・コンテナ４０２が、拡張リクエストを履行するのに十分なスペースを含むか否かを判定することができる。アルゴリズム８００はステップ８０９に戻り、ステップ８１５でスキャンした新たにターゲットとしたＶＭメタデータ・コンテナ４０２が十分な空きスペースを含むかどうかをさらに判定し、アルゴリズム８００に従って上で以前に説明したとおりに進むことができる。

【0073】

ステップ８１７で、アロケータ２１５は、ＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含む最少使用コンテナ・グループに関してコンテナ・グループ４０７をスキャンすることができる。ステップ８１９で、このコンテナ・グループ４０７のスキャンに基づいて、最少使用コンテナ・グループ４０７が、複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を含むかどうかを判定することができる。このスキャンが、最少使用コンテナ・グループ４０７内に複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２はないと判定した場合、アルゴリズムはステップ８２３に進み、最少使用コンテナ・グループ４０７内の唯一のＶＭメタデータ・コンテナ４０２が、拡張リクエストまたはメモリ・オブジェクト・メタデータの新規の割振りを求めるリクエストを履行するのに十分なスペースを含むかどうかを判定することができる。反対に、ステップ８１９で、最少使用コンテナ・グループ４０７内に複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０２が存在するとアロケータ２１５によって判定された場合、アロケータ２１５は、最少使用コンテナ・グループ４０７内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナ４０２をターゲットとし、それをスキャンして、懸案の割振りリクエスト（新規リクエストまたは拡張リクエスト）を履行するのに十分なスペースが適切か否かを判定することができる。

【0074】

ステップ８２３で、最少使用コンテナ・グループ４０７内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナ４０２内で十分なスペースが使用可能であるかどうかを判定する。最少使用コンテナ・グループ４０７のＶＭメタデータ・コンテナ４０２の１つに十分なスペースがあった場合、アルゴリズムはステップ８２５に進み、選択したＶＭメタデータ・コンテナ４０２内のＶＭメタデータ・ブロックにメモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることができる。しかしながら、ステップ８２３で、最少使用コンテナ・グループ内の最少使用ＶＭメタデータ・コンテナが、割振りリクエストを履行するのに十分なスペースを含まないと判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８２６に進むことができる。

【0075】

ステップ８２６で、アロケータ２１５は、割振りリクエストを履行するのに十分なスペースを有する１つまたは複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することを求めるリクエストをカーネル・プロセス（ｋｐｒｏｃ）にポストすることができる。ステップ８２７で、このアルゴリズムは、ｋｐｒｏｃ生成リクエストがカーネル２０６にポストしたか否かを判定する。新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することを求めるｋｐｒｏｃリクエストがポストしない場合、新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３の生成は履行されず、ｋｐｒｏｃはスリープ・モードに戻る。一方、カーネル・プロセスへの生成リクエストがポストしたと判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８２９に進み、システム上の全ての既存のＶＭメタデータ・コンテナ４０２をスキャンして、ホスト・システム２０１が使用可能なＶＭメタデータ・ブロックの量を決定することができる。ステップ８２９でのスキャンに基づいて、カーネル２０６は、ステップ８３１で、リクエストがなされた時刻と生成リクエストがカーネル２０６にポストした時刻との間に、空きリソースが、割振りリクエストを履行する目的に対して使用可能になった場合に、空きリソースのシステム・ワイド最小量が、割振りリクエストを履行する目的に使用可能であるか否かを判定する。自由に使用可能なシステム・ワイド・リソースの量が、ＯＳ２０５によって確立されたｍｉｎｆｒｅｅスキームによって設定されたしきい値よりも大きい場合、アルゴリズムはステップ８３７に進み、ｋｐｒｏｃはスリープ・モードに戻り、割振りリクエストを完了するのに十分な解放されたスペースを有する既存のＶＭメタデータ・コンテナ４０２を使用してリソースの割振りを履行することができる。

【0076】

ステップ８３１で、カーネル２０６が、空きリソースのシステム・ワイド使用可能性が、ＯＳ２０５のｍｉｎｆｒｅｅスキームによって確立された量よりも低いと判定した場合、カーネル２０６はコンテナ生成モードに入ることができる。ステップ８３３で、カーネル２０６が単一コンテナ生成モードに入ったのかまたは複数コンテナ生成モードに入ったのかをさらに判定する。カーネル２０６が単一コンテナ生成モードに入った場合、アルゴリズム８００はステップ８３４に進み、カーネル２０６は、割振りリクエストを履行するのに十分なスペースを有する新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成し、ｋｐｒｏｃはスリープ・モードに戻る。ステップ８３３で、カーネル２０６が複数コンテナ生成モードに入る場合、アルゴリズムはステップ８３５に進み、割振りリクエストを履行するのに十分なスペースを含む新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することができる。ステップ８３６で、アルゴリズム８００はさらに、複数の新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を求めるその生成リクエストが履行されたかどうかを判定する。複数のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を求める生成リクエストが履行されなかった場合、アルゴリズム８００はステップ８３５に戻り、追加の新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することができる。いくつかの実施形態では、複数コンテナ・リクエストの新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成する合間に、アルゴリズムがステップ８３１に戻り、オペレーティング・システム２０５のｍｉｎｆｒｅｅスキームが、新たに生成されたＶＭメタデータ・コンテナ４０３によって、スキームを履行するのに適切なレベルに達したか否かを判定することができる。ステップ８３５で生成した新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３が、自由に使用可能なリソースの量をｍｉｎｆｒｅｅスキームのしきい値まで高めない場合、アルゴリズム８００はステップ８３５に戻り、複数コンテナ・リクエストの中の次の新規のＶＭメタデータ・コンテナ４０３を生成することができる。ステップ８３６で、複数コンテナ・リクエストが完了したと判定された場合、アルゴリズム８００はステップ８３７に進み、ｋｐｒｏｃはスリープ・モードに戻る。

【0077】

【図1】