マイクロカーネルOSにおけるTLBのソフトウェア制御法の実現と評価

摘要

メモリ管理ユニット（MMU)の機能はプロセッサにより大きく異なるため，この機能を生かせるようにOSを設計する必要がある.一方，計算機の多様な利用を支える高い適応性と堅牢性を実現できるOSが必要となっており，これを実現するOSプログラム構造としてマイクロカーネル構造がある.マイクロカーネルOSは，OS機能の大半をOSサーバとして実現するため，OSサーバ間でプログラム間通信が頻発し，モノリシックカーネルOSに比べ性能が低下する.このため，データ複写レスによる通信により，OSサーバ間での授受データの複写オーバヘッドを低減している.しかし，低機能MMUでは，データ複写レスであっても通信時に発生するTLBミスに伴う処理オーバヘッドが大きい.そこで，マイクロカーネルOSにおけるTLBのソフトウェア制御法を提案する.提案制御法は，サーバプログラム間通信で利用する領域についてはページテーブルを利用することなく，TLBエントリでページの割り当てを管理し，TLBミスを発生させないことによりサーバプログラム間通信を高速化する.SH-4を例として，提案制御法をAnTオペレーティングシステムに実現する方式を示し，性能評価の結果を報告する.