JP4281421B2

JP4281421B2 - Information processing system, control method therefor, and computer program

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Publication number: JP4281421B2
Application number: JP2003162288A
Authority: JP
Inventors: 勝仁千葉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: JP2004362426A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
パーソナル・コンピュータや携帯端末を始めとする情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、システムの使用状況が低下したときなどに内部の各電気回路に対する電力供給を適宜低下若しくは停止させる節電動作機能を備えた情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、電源遮断時にシステムの状態情報を不揮発性の２次記憶装置に退避し、電源再投入時に退避した状態情報を復元して処理を再開させるハイバーネーション機能を備えた情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、ハイバーネーション動作時における状態情報の退避並びに復元処理の所要時間を短縮化する情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
昨今の技術革新に伴い、デスクトップ型、ノートブック型など各種パーソナル・コンピュータ（以下、「ＰＣ」又は「システム」ともいう）が開発され市販されている。このうち、ノートブック型のＰＣは、屋外での携帯的・可搬的な使用を考量して小型且つ軽量に設計・製作されたものである。
【０００４】
ノートブック型ＰＣの１つの特徴は、内蔵したバッテリでも駆動できる「バッテリ駆動型」である点である。これは、商用電源が届かない場所でも使用できるようにしたためである。ノートブックＰＣが内蔵するバッテリは、一般には、Ｌｉ−Ｉｏｎなどの充電式のバッテリ・セルを複数本接続してパッケージ化した「バッテリ・パック」の形態を採っている。バッテリ・パックは充電により再利用可能ではあるが、１回当りの充電容量はシステムのオペレーション時間にして精々２〜３時間程度に過ぎない。バッテリ・ライフを少しでも長時間化するべく、節電のためのさまざまな工夫が凝らされている。
【０００５】
また、最近では、商用電源によって無尽蔵に給電可能なデスクトップ型ＰＣに対しても、エコロジー的な観点から、省電力の要求が高まってきている。米環境保護庁（ＥＰＡ）は、１９９３年６月に"ＥｎｅｒｇｙＳｔａｒＣｏｍｐｕｔｅｒＰｒｏｇｒａｍ"と呼ばれる自主規制を発表し、動作待ち状態での消費電力が一定基準以下（駆動電力が３０Ｗ以下、又はＣＰＵ稼働時の３０％以下）になることを要求している。
【０００６】
ＰＣの節電は、オペレーション時の装置全体の消費電力を低減させる以外に、システムの使用状況が低下したことに応答してシステムの一部又は全体への電力供給を適宜低下若しくは遮断することによっても実現される。但し、電源を遮断することによりタスクが中断されることから、電源再投入時に中断した時点からタスクを再開できるように、電源を遮断する前にシステムの状態情報を退避し、電源再投入時に退避した状態情報を復元する必要がある。システムの状態情報を退避してタスクを中断する動作のことを「サスペンド」と呼び、状態情報を復元してタスクを再開する動作のことを「レジューム」と呼ぶ。
【０００７】
サスペンド・レジューム機能を実現するために、２通りの方法が挙げられる。１つは、計算機装置の電源切断前後で揮発性の主記憶装置などに電源を供給し続けてシステムの状態情報を保持する方式である。また、もう１つは、主記憶装置などに展開されているシステムの状態情報を電源切断時に不揮発性の２次記憶装置に退避し、電源投入時に退避した状態情報を主記憶装置などに復元する方式である。後者は、特に、「ハイバーネーション機能」と呼ばれている。
【０００８】
前者の方式では、バッテリ・バックアップされた揮発性の主記憶装置などにシステムの状態情報を保存する。このため、計算機装置の退避・復帰の処理が非常に高速であるが、計算機装置の停止中も主記憶装置による記憶保持動作のために電力を消費するため、節電の効果は低い。一方、後者のハイバーネーション機能の場合、タスク再開に必要なシステムの状態情報を不揮発性の２次記憶装置で保存するため、計算機装置内のほとんどすべてのコンポーネントの電源遮断することができ、節電の効果が高い。しかしながら、２次記憶装置としてのハード・ディスク・ドライブ（あるいはフラッシュ・メモリ）は、一般に主記憶装置よりもアクセス速度が低い。ハイバーネーション機能は、主記憶装置上のメモリ・イメージを２次記憶装置に格納したり展開したりする処理動作を含むので、多くの時間を要するという欠点がある。
【０００９】
このようなハイバーネーション機能における退避・復帰処理の所要時間の問題に対しては、これまでもさまざまな改善が試みられてきた。例えば、主記憶装置の使用中の領域のみを退避・復帰する方法（例えば、特許文献１を参照のこと）や、高速な不揮発性記憶装置と低速な不揮発性記憶装置（いずれも非主記憶装置）に揮発性の主記憶装置の内容を転送し退避・復帰処理の高速化を図る方法（例えば、特許文献２を参照のこと）などがその例である。しかしながら、いずれの場合も、主記憶装置とこれよりも低速な２次記憶装置とのデータ転送が一通り完了するまで退避・復帰処理を待つ必要があり、これがハイバーネーション機能の退避・復帰処理における律速過程となっている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３１９６６７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２５６５９公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電源遮断時にシステムの状態情報を不揮発性の記憶装置に退避し、電源再投入時に退避した状態情報を復元して処理を再開させるハイバーネーション機能を備えた、優れた情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、ハイバーネーション動作時における状態情報の退避並びに復元処理の所要時間を短縮化することができる、優れた情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、処理継続に必要な情報を不揮発的に保持してから電源遮断するとともに電源投入時に該不揮発的に保持された情報を利用して処理を再開するタイプの情報処理装置であって、
情報を揮発的に保持する揮発性記憶部と情報を不揮発的に保持する不揮発性記憶部を備えた主記憶装置と、
電源遮断時において実行中の処理継続に必要な前記揮発性記憶部上の情報を前記不揮発性記憶部に退避する情報退避手段と、
電源投入時において前記不揮発性記憶部に保持されている情報を利用して電源遮断により中断された処理を再開する処理再開手段と、
を具備することを特徴とする情報処理装置である。
【００１４】
ノートブックＰＣや携帯端末を始めとする情報処理装置においては、システムの状態情報を退避してタスクを中断するサスペンド動作、並びに状態情報を復元してタスクを再開するレジューム動作からなるハイバーネーション機能は、低消費電力化を実現する上で必須の技術である。ところが、ハイバーネーション機能は、主記憶装置上のメモリ・イメージを２次記憶装置に格納したり展開したりする処理動作を含むので、多くの時間を要するという欠点がある。
【００１５】
これに対し、本発明によれば、主記憶装置上に情報を不揮発的に保持することができる不揮発性記憶部を配置して、この不揮発性記憶部を利用して情報の退避処理を行なうようにしたので、サスペンド・レジューム機能の退避・復帰処理に要する時間を大幅に短縮することができる。特に、ノートＰＣなどの携帯端末におけるユーザの操作性（退避・復帰処理の待ち時間）を格段に改善することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、サスペンド・レジューム機能の退避・復帰処理に要する消費電力を削減し、特にノートＰＣなどの携帯端末におけるバッテリの持ちを改善することができる。
【００１７】
ここで、情報処理装置は、ハード・ディスク装置などの不揮発性の２次記憶装置をさらに備えていてもよい。このような場合、前記情報退避手段は、所定の優先度に従って前記揮発性記憶部上の情報を前記不揮発性記憶部に退避するとともに、該情報退避動作において前記不揮発性記憶部から溢れた情報を前記２次記憶装置に退避することができる。
【００１８】
また、前記処理再開手段は、再開した処理を実行中、２次記憶装置上に退避された情報を必要に応じて適宜主記憶装置上の元の場所に復元するようにすればよい。
【００１９】
電源の遮断及び投入の間に、揮発性記憶部内の情報を退避し復元するために、処理の再開に必要な情報を識別し、該識別した情報に対して優先度を付与する優先度付け手段をさらに備えていてもよい。このような場合、前記情報退避手段は、優先度の高い情報から順に前記不揮発性記憶部に格納するとともに、前記不揮発性記憶部に格納できなかった前記主記憶装置上の情報を前記２次記憶装置に退避するようにして、サスペンド並びにレジューム処理を効率的に行なうことができる。
【００２０】
例えば、前記優先度付け手段は、最近アクセスされた情報の順に優先度を与えることができる。最近アクセスされた情報の順は、例えば、仮想メモリ・システムにおいて、ＬＲＵ（ＬｅａｓｔＲｅｃｅｎｔｌｙＵｓｅｄ）アルゴリズムに基づいて管理されている。
【００２１】
あるいは、前記優先度付け手段は、最近のアイドル時間の小さい処理に関連する情報の順に優先度を与えることができる。アイドル時間は、例えばオペレーティング・システムのプロセス管理機構において保持されている。
【００２２】
また、前記主記憶装置上の情報領域に対する優先度をユーザにとって有意な情報単位に対する優先度に変換する手段をさらに備えていてもよい。
【００２３】
また、前記優先度付け手段は、情報単位が保有する前記主記憶装置上の領域の中で優先度が最も高い領域に着目し、該領域の優先度の大小に基づいて情報領域の優先度を与えるようにしてもよい。
【００２４】
あるいは、前記優先度付け手段は、情報単位が保有する前記主記憶装置上の領域の中で優先度が最も高いものから順に一定個に着目し、該領域内での優先度の平均値の大小に基づいて情報領域の優先度を与えるようにしてもよい。
【００２５】
また、前記処理再開手段は、前記２次記憶装置に退避された情報を優先度に従って前記主記憶装置上の元の場所に復元するようにしてもよい。
【００２６】
ここで、再開した処理の続行に必要な情報が発生した場合には、優先度に従った情報の復元を中断して、該必要な情報を前記主記憶装置上の元の場所に復元するようにしてもよい。
【００２７】
レジューム処理中に、主記憶装置に未だ復帰していないプログラムやデータが必要になったとする。例えば、主記憶装置に復帰していないプログラムをレジューム処理中にユーザが実行したいとする。この場合、現在復帰中の情報の転送を中断し、ユーザが現在必要とする情報を優先して主記憶装置に転送して、その転送処理が完了した後に中断した転送処理を再開する、という方法を行なえば、ユーザの操作性をさらに向上させることができる。
【００２８】
そして、再開した処理の続行に必要な情報が複数発生した場合には、各々に優先度を与えるようにしてもよい。例えば、時間軸上で前に必要とされた情報から順に高い優先度を与えるようにする。
【００２９】
また、前記主記憶装置及び前記２次記憶装置上の記憶空間は仮想記憶機構に基づいて管理されている場合には、電源の遮断及び投入に伴う情報の退避及び復元を所定のページ単位で行なうようにしてもよい。
【００３０】
既に周知のように、仮想メモリ・システムによれば、ハード・ディスクなどの外部記憶装置に対して論理的なアドレス（仮想アドレス）を割り振り、これらが見かけ上は物理メモリ空間の一部であるかのように扱うことで、少ない物理メモリ容量で論理的には大きなアドレス空間を実現することができる。仮想メモリ方式を採用する情報処理装置においても、本発明に係るハイバーネーション機能を実現することができる。この場合、サスペンド及びレジューム処理におけるシステムの状態情報の退避や復元を、仮想アドレス空間におけるページング動作と並行して実現することができる。
【００３１】
また、ユーザにとって有意な情報単位に対してユーザ自身が一意な優先度を与える手段をさらに備えていてもよい。例えば、ユーザが一部の情報単位に対して優先度を与える第１の手段と、ユーザが優先度を与えなかった情報単位に対して自動的に優先度を与える第２の手段と、前記第１及び第２の手段を用いてすべての情報単位に対して一意な優先度を与える第３の手段とを用いて、情報単位毎に一意な優先度を与えることができる。
【００３２】
また、本発明の第２の側面は、処理継続に必要な情報を不揮発的に保持してから電源遮断するとともに電源投入時に該不揮発的に保持された情報を利用して処理を再開するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
主記憶装置は、情報を揮発的に保持する揮発性記憶部と情報を不揮発的に保持する不揮発性記憶部で構成され、
電源遮断時において実行中の処理継続に必要な前記揮発性記憶部上の情報を前記不揮発性記憶部に退避する情報退避ステップと、
電源投入時において前記不揮発性記憶部に保持されている情報を利用して電源遮断により中断された処理を再開する処理再開ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００３３】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る情報処理装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００３４】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００３６】
サスペンド・レジューム機能の退避・復帰処理の高速化に対するためのアプローチとして、主記憶装置自体を不揮発性記憶素子で構成する方法が考えられる。すなわち、主記憶装置自体を不揮発性にすることで、サスペンド・レジューム時の処理（例えば、ハード・ディスクなどの２次記憶装置への退避など）が大幅に省略できるため、明らかに高速化が期待できる。しかしながら、コスト的な観点からすると、主記憶装置をすべて不揮発性にするよりも、安価な揮発性記憶装置とそれよりも高価な不揮発性記憶装置を混在して主記憶空間を構成することが望ましい場面が想定される。
【００３７】
このような揮発性及び不揮発性の記憶部が混在した主記憶空間を持つ計算機装置では、主記憶装置のうち揮発性記憶部に格納されている内容は電源切断時に失われてしまう。このため、ハイバーネーション機能をサポートするには、主記憶装置の揮発性記憶部上の情報を主記憶装置内の不揮発性記憶部あるいは２次記憶装置に退避する必要が生じる。それ故に、ハイバーネーション機能の高速化のためには、主記憶装置の不揮発性記憶部を情報の退避先として有効活用することが鍵となってくる。
【００３８】
なお、主記憶装置が揮発性記憶部と不揮発性記憶部から構成される計算機装置に関しては特許第３２７５３９８号公報などで考案されているが、このような計算機装置におけるハイバーネーション機能の詳細に関してはこれまで考案されていない。
【００３９】
図１には、本発明の一実施形態に係る計算機装置のハードウェア構成を模式的に示している。図示の計算機装置は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０１と、主記憶装置１０２と、２次記憶装置１０５と、入出力装置１０６を備えている。
【００４０】
メイン・コントローラであるＣＰＵ１０１は、オペレーティング・システム（ＯＳ）の制御下で、各種プログラムを実行するようになっている。ＣＰＵ１０１は、データ信号線、アドレス信号線、コントロール信号線などからなる共通信号伝送路であるバス１１０を介して各部と連絡している。
【００４１】
主記憶装置１０２は、主記憶空間を構成し、ＣＰＵ１０１が実行する各プログラム（ＯＳやアプリケーション・プログラムなど）をロードしたり、ＣＰＵ１０１が作業領域として用いたりするために使用される。
【００４２】
本実施形態に係る計算機装置は、主記憶装置１０２の構成の点で特徴がある。既存の計算機装置（図２を参照のこと）では主記憶装置はＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲＡＭ）などの揮発性記憶部のみからなるが、本発明の計算機装置では主記憶装置１０２は、揮発性記憶部１０３と不揮発性記憶部１０４から構成される。主記憶装置１０２の揮発性記憶部１０３は、ＤＲＡＭなどの高速な揮発性記憶装置を用いて構成され、記憶内容を保持するためにはバッテリ・バックアップすなわち電源の継続的な供給が必要である。一方、不揮発性記憶部１０４は、記憶内容の保持のためにバッテリ・バックアップが不要な構成である。例えば、ＭＲＡＭやＦｅＲＡＭなどのメモリ・チップを利用して不揮発性記憶部１０４を構成することができ、速度的にもアクセス寿命的にもＣＰＵ１０１の主記憶空間として十分な性能を有している。
【００４３】
２次記憶装置１０５は、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）やフラッシュ・メモリなどの不揮発性の記憶装置で構成される。２次記憶装置１０５は、主記憶装置１０２に比べてアクセス速度は低速であるが、大容量であり、主記憶空間を補助するために装備されている。また、２次記憶装置１０５は、コスト的に安価である低速なＭＲＡＭやＦｅＲＡＭなどを用いることもできる。
【００４４】
ここで、ＭＲＡＭ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲＡＭ）は、トンネル磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（ＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子で構成され、電子の電荷ではなく電子のスピンで情報を保持することができる。ＭＲＡＭは、書き換え／読み出しなどのアクセス速度、集積度、消費電力、ビット単価などの点で主記憶装置としての条件をほぼ満足する他、不揮発性であるという特徴を持つ。また、ＦｅＲＡＭ（ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＲＡＭ）は、強誘電体薄膜材料を記憶素子として用いた不揮発性メモリであり（強誘電体は電界を印加しない自然の状態で誘電分極している）、ＭＲＡＭ同様に主記憶装置としての条件をほぼ満足する。
【００４５】
また、ＨＤＤは、記憶担体としての磁気ディスクを固定的に搭載した外部記憶装置であり（周知）、記憶容量やデータ転送速度などの点でＣＤ／ＤＶＤなど他のディスク型記憶装置よりも優れている。ソフトウェア・プログラムを実行可能な状態でＨＤＤ上に置くことを、プログラムのシステムへの「インストール」と呼ぶ。通常、ＨＤＤには、ＣＰＵ１０１が実行すべきオペレーティング・システムのプログラム・コードや、アプリケーション・プログラム、デバイス・ドライバなどが不揮発的に格納されている。
【００４６】
入出力装置１０６には、キーボードやマウスなどのユーザ入力装置、ディスプレイやプリンタなどの出力装置、ネットワーク装置やその他の外部機器との接続インターフェースなどを含む。ディスプレイ上の描画データは、一旦ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）（図示しない）に一旦書き込まれた後、表示出力される。
【００４７】
バス１１０上の各デバイスには、Ｉ／Ｏ空間上の固有のアドレス（Ｉ／Ｏアドレス）が割り振られており、Ｉ／Ｏアドレスの指定によって各デバイスへのアクセスが実現される。また、各デバイスのバス・インターフェースはＩ／Ｏレジスタ（図示しない）を備えており、デバイスへの書き込みデータやコマンド、デバイスからの読み出しデータ、デバイス状態などは一旦Ｉ／Ｏレジスタに書き込まれた後、バス転送が行なわれる。
【００４８】
なお、計算機装置を構成するためには、図１に示した以外にも多くの回路コンポーネントが必要である。但し、これらは当業者には周知であり、また、本発明の要旨を構成するものではないので、本明細書中では省略している。また、図面の錯綜を回避するため、図中の各ハードウェア・ブロック間の接続も一部しか図示していない点を了承されたい。
【００４９】
図３には、図１に示した計算機装置におけるサスペンド・レジューム処理の概略的な動作をフローチャートの形式で示している。
【００５０】
まず、ユーザが計算機装置の電源スイッチをオフにすることにより（ステップＳ１）、サスペンド処理が起動される（ステップＳ２）。本実施形態では、電源スイッチをオフにする操作でサスペンド動作が起動しているが、オペレーティング・システムのＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）画面上を介してユーザが「サスペンド処理」を選択する、ユーザ入力が所定時間以上途絶える、あるいはローバッテリ状態になることによってサスペンド処理を起動するなど、他のシステム・イベントを利用してサスペンドを起動するようにしてもよい。
【００５１】
ステップＳ２において、計算機装置の状態を不揮発性記憶装置に保存した後、計算機装置はハイバーネーション状態に遷移し、バッテリなどの主電源を切断する。
【００５２】
このハイバーネーション期間中、電源スイッチが再び押されるかどうか（あるいは、ハイバーネーション状態からのレジュームを要求する他のイベントが発生したかどうか）を判定する（ステップＳ３）。レジューム処理の起動に関しては、キーボードへのキー入力やマウスの動作によって起動するなど、他のシステム・イベントを利用することができる。
【００５３】
そして、電源スイッチが押されなかった場合は電源停止状態を続ける。すなわち、電源スイッチが押されるまで計算機装置は電源停止状態を続け、電源スイッチが押された時点で、レジューム処理を起動する（ステップＳ４）。レジューム処理により、計算機装置は、電源スイッチを押す前の状態に復帰する。
【００５４】
ステップＳ４において、計算機装置の状態を復帰し、中断前（サスペンド処理の直前）の処理を再開し、サスペンド・レジュームに関する一連の処理を終了する。
【００５５】
次に、本発明に係るサスペンド処理並びにレジューム処理の詳細について説明する。
【００５６】
本発明に係るハイバーネーション動作の実施形態として、仮想メモリ方式を採用する場合のみに適用可能な形態と、仮想メモリ方式を採用しない場合でも適用可能な形態とに大別することができる。
【００５７】
仮想メモリ・システムは、ハード・ディスクなどの外部記憶装置に対して論理的なアドレス（仮想アドレス）を割り振り、これらが見かけ上は物理メモリ空間の一部であるかのように扱うことで、少ない物理メモリ容量で論理的には大きなアドレス空間を実現することができる。
【００５８】
仮想メモリ・システムでは、一般に、「ページ」と呼ばれる単位で細かく分割して仮想アドレス空間が管理されている。そして、プログラムの実行やデータへのアクセスの際に、ハード・ディスクへのページの退避（ページ・アウト）やハード・ディスクからメモリへの復元（ページ・イン）などが行なわれる。論理アドレスと物理アドレスの関係をページ単位で掌握するために、各アドレス空間の対応表であるページ・テーブルを用意する。また、一部のページ・テーブル・エントリは、ＣＰＵ１１内のメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）（図示しない）にＴＬＢ（ＴａｂｌｅＬｏｏｋｕｐＢｌｏｃｋ）として保持される。
【００５９】
仮想メモリ・システムが適用される計算機装置上では、サスペンド及びレジューム処理におけるシステムの状態情報の退避や復元を、仮想アドレス空間におけるページング動作と並行して実現することができる。まず、仮想メモリ・システムを適用した本発明の第１の実施形態について説明する。
【００６０】
図４には、計算機装置が仮想メモリ・システムを適用した場合におけるサスペンド処理の動作手順をフローチャートの形式で示している。また、図５には、この場合のサスペンド処理の直前における計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示している。
【００６１】
図５に示すように、通常の動作状態では、複数のアプリケーション・プログラムＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３やデータＤ１、Ｄ２が主記憶装置１０２上に配置（展開）され、ＣＰＵ１０１によって実行されている。なお、図５では、主記憶装置１０２上のオペレーティング・システム並びに２次記憶装置１０５内のプログラムやデータのイメージは省略されている。
【００６２】
図５に示す記憶空間の状態から計算機装置をサスペンド状態に至らしめるためには、レジュームにより同じ時点からタスクを再開させるために必要なプログラムやデータを適宜不揮発性の記憶装置に退避する必要がある。ここで言う不揮発性の記憶装置は、主記憶装置１０２内の不揮発性記憶部１０４と２次記憶装置１０５に相当する。このようなサスペンド処理の手順について、図４に示したフローチャートを参照しながら説明する。
【００６３】
サスペンド処理が起動されると、計算機装置に接続しているデバイスなどの状態（以下では、「システム状態情報（ＳＴ）」と呼ぶ）を主記憶装置１０２上に退避する（ステップＳ１１）。
【００６４】
ここでいうシステム状態情報とは、バス１１０上の各デバイスにおけるＩ／Ｏレジスタの内容や、ＶＲＡＭ上のメモリ・イメージなどである。これらはタスクを継続するために必要なデータであり、言い換えれば、ハイバーネーション期間中も保持しておくべき退避データとなる。
【００６５】
次いで、主記憶装置１０３上の各ページに一意な優先度を与える（ステップＳ１２）。ここで言う優先度は、後のレジューム処理によるタスク再開時において必要となる優先度、言い換えれば、サスペンド処理による電源遮断時において不揮発性記憶部１０４に配置すべき優先度を意味する。
【００６６】
本実施形態では、優先度割り振りの一例として、仮想メモリ・システムにおいてページング管理に利用されるＬＲＵ（ＬｅａｓｔｒｅｃｅｎｔｌｙＵｓｅｄ）アルゴリズム（後述）での優先度をそのまま与えるものとする。但し、上記のシステム状態情報は、通常の仮想メモリ・システムの管理下には置かれないが、タスクを継続するために必須のデータであることから、最も高い優先度を与える（あるいはステップＳ１１において不揮発性記憶部１０４に直接退避する）ようにする。他の優先度の与え方もあるが、これらの方法の詳細については後述に譲る。
【００６７】
ステップＳ１３からステップＳ２０では、ステップＳ１２で定めた優先度に基づいて、ページの退避処理を行なう。すなわち、優先度の高いページから順に、主記憶装置の不揮発性記憶部１０４に優先的に退避していく。
【００６８】
ステップＳ１３において、未退避のページの中で最も優先度が高いものが揮発性記憶部１０３に存在するかどうかを判定する。未退避のページの中で最も優先度が高いものが揮発性記憶部１０３に存在する場合は次ステップＳ１４に進む。一方、退避対象となっているページが既に不揮発性記憶部１０４に存在する場合には、退避済みであることを記録するだけでよいので、ステップＳ１７に進む。なお、ページが退避済みであるかどうかは、例えば各ページが退避領域として使われているかどうかを判定するビットマップを不揮発性記憶部１０４に配設し、ページ退避時に該当するビット位置に記録することで実現できる。
【００６９】
ステップＳ１４では、不揮発性記憶部１０４に存在するページの中で最も優先度が低いものを２次記憶装置１０５にスワップ・アウトし、このスワップ・アウト処理で空いた不揮発性記憶部１０４のページ領域に、未退避のページの中で最も優先度が高いものを退避する。なお、主記憶装置１０２上の情報が不揮発性記憶部１０４にすべて退避できる場合には、２次記憶装置１０５にスワップ・アウトせずに、不揮発性記憶部１０４内で元々空いている領域に退避することも可能である。
【００７０】
ステップＳ１５では、前ステップＳ１４で不揮発性記憶部１０４に退避したページについて、ページ・テーブルの書き換え処理を行なう。
【００７１】
仮想メモリ・システムをサポートした計算機装置では、プログラム実行中にメモリ空間上のプログラム又はデータにアクセスする際、通常、仮想アドレスを用いてページ・テーブルを検索することにより物理アドレスを得る（前述）。前ステップＳ１４におけるページの退避動作によって、仮想アドレスに対応する物理アドレスが揮発性記憶部１０３から不揮発性記憶部１０４に変更されるため、ページ・テーブルにおいて、この整合性を取らなくてはならない。これは、該当するページ・テーブル・エントリを書き換えることで行なわれる。
【００７２】
さらにステップＳ１６では、前ステップＳ１５で書き換えたページ・テーブル・エントリに対応するＴＬＢエントリを無効化する。
【００７３】
ＴＬＢは、ページ・テーブルのキャッシュに相当するものであり、こちらも仮想アドレスと物理アドレスのマッピングの整合性が取られていなくてはならない。ステップＳ１６での処理は、主記憶装置１０２上のプログラム又はデータで電源切断までにアクセスされる可能性があるものがある場合の対策となっている。電源切断までにアクセスしないことが保証されているページに関しては、ステップＳ１６におけるＴＬＢエントリの無効化処理を省略することも可能である（ＴＬＢ自体は電源切断でフラッシュ（消去）される）。
【００７４】
ステップＳ１７では、ページの退避が完了したことを記録する。この記録は、ステップＳ１３の場合と同様、不揮発性記憶部１０４のページ集合を表すビットマップなどを用い、退避が完了したビット位置に記録するようにすればよい（不揮発性記憶部１０４に格納されているシステム情報の一部として用意する）
【００７５】
ステップＳ１８では、すべての未退避のページが退避されたことを判定する。すなわち、揮発性記憶部１０３内のすべてのページが不揮発性記憶部１０４（あるいは２次記憶装置１０５）に退避されているかどうかを判定する。すべてのページの退避が完了している場合はステップＳ２１に進み、サスペンド処理を終了する。他方、未退避のページが存在する場合は、次ステップＳ１９に進む。
【００７６】
ステップＳ１９では、不揮発性記憶部１０４に空きがある場合はステップＳ１３に戻り、揮発性記憶部１０３から不揮発性記憶部１０４へのページの退避処理を続ける。一方、不揮発性記憶部１０４にもはや空きがない場合は、２次記憶装置１０５への退避処理を行なうために、次ステップＳ２０へ進む。
【００７７】
ステップＳ２０では、揮発性記憶部１０３に残されている未退避（すなわち優先度の低い）のページを、不揮発性記憶部１０４ではなく２次記憶装置１０５にスワップ・アウトする。以上の処理によって、主記憶装置１０２上のページの退避処理は完了し、タスク再開に必要なデータが確保される。
【００７８】
ステップＳ２０で、不揮発性記憶部１０４に退避できなかったページを２次記憶装置１０５にスワップ・アウトする。すべての未退避のページについてのスワップ・アウトが完了した後、次ステップＳ２１に進んで、計算機装置の電源を切断し、サスペンド処理を終了する。
【００７９】
図６には、上記のサスペンド処理が完了した時点での計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示している。図示の状態のまま、計算機装置はユーザが復帰操作（例えば、計算機装置の電源スイッチを押すなど）を行なうまで停止する。
【００８０】
図６に示す例では、揮発性記憶部１０３に配置されていたプログラムＡＰ１とデータＤ１、並びにシステム状態ＳＴは、不揮発性記憶部１０４に退避されている。また、優先度の低いプログラムＡＰ２やデータＤ２は、より優先度の高いプログラムやデータで不揮発性記憶部１０４の退避領域が満杯となってしまったことから、２次記憶装置１０５に退避されている。また、元々は不揮発性記憶部１０４に配置されていたプログラムＡＰ３やデータＤ２は、優先度の高いプログラムやデータのための退避領域を設けるために、２次記憶装置１０５に退避されている。
【００８１】
ここで言う優先度は、後のレジューム処理によるタスク再開時において必要となる優先度を意味する。プログラム及びデータの退避先を図６に示したように配置することにより、レジューム処理が起動されると、不揮発性記憶部１０４に格納された情報を基に復帰処理が行なわれるとともに、中断中のタスク処理がそのまま再開される。
【００８２】
サスペンド状態にある計算機装置は、ユーザのスイッチ押下操作などにより、レジューム処理を開始する。図７には、計算機装置が仮想メモリ・システムを適用した場合におけるレジューム処理の動作手順をフローチャートの形式で示している。
【００８３】
まず、レジューム処理が起動されると、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４に退避されている情報を用いて、デバイスの復帰処理などを行なう（ステップＳ３１）。
【００８４】
デバイスの復帰処理は、不揮発性記憶部１０４内のシステム状態情報として保存されている各デバイスのＩ／Ｏレジスタ値やＶＲＡＭのメモリ・イメージをそれぞれ元の場所に書き戻すことにより行なわれる。
【００８５】
次いで、不揮発性記憶部１０４上の情報を用いて、サスペンド処理により中断したタスクの再開を行なうことによって、レジューム処理を終了する（ステップＳ３２）。
【００８６】
サスペンド処理において２次記憶装置１０５にスワップ・アウトされたページは、レジューム処理後で必要となった時点で適宜主記憶装置１０３上に配置される。但し、２次記憶装置１０５にスワップ・アウトされたページ群は、サスペンド処理の直前において最近のアクセスがなかった情報である。このため、例えば、不揮発性記憶部７０４の容量に比べて、巨大なアプリケーション・ソフトやデータ・ファイルを用いているような場合でない限り、レジューム処理直後に多数のスワップ・イン処理が生じる可能性は少ないと言える。
【００８７】
図６に示した状態から一連のレジューム処理が完了した時点での記憶内容の配置状態を図８に示している。これは図６とほぼ同一であるが、不揮発性記憶部１０４上のデバイスの状態情報が復帰されているなど、システム内部的な状態は異なっている。
【００８８】
既存の計算機装置ではサスペンド時に主記憶装置１０２上の情報をすべて２次記憶装置のみに保存する。これに対し、本実施形態では、保存すべき情報をステップＳ１２で定めた優先度に基づいて不揮発性記憶部１０４に保存していき、不揮発性記憶部１０３に保存しきれなかった情報を２次記憶装置１０５に保存する、という点が異なる。
【００８９】
ここで、図９にはサスペンド処理前とサスペンド処理後、並びにレジューム処理後のページ移動の様子を示している。サスペンド処理前に主記憶装置１０２の揮発性記憶部１０３にあったページは、優先度に応じて、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０３又は２次記憶装置１０５に移動する。また、主記憶装置の不揮発性記憶部１０３に配置されていたページは、優先度に応じて、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０３に留まるか、又は２次記憶装置１０５に移動する。このように、サスペンド処理時において、より低速な２次記憶装置１０５への退避すべき情報量が削減されるため、既存のサスペンド処理よりも高速な退避処理を実現することができる。
【００９０】
また、レジューム処理が起動されると、不揮発性記憶部１０４に格納された情報を基に復帰処理が行なわれるとともに、中断中のタスク処理が再開される。従来のレジューム処理では低速な２次記憶装置に退避された情報を主記憶装置に転送し終わるまで待たなくてはならない。これに対し、本実施形態では、図９で示したよう、レジューム処理では高速な主記憶装置の不揮発性記憶部１０４上の情報のみで復帰処理が行なうことができるので、レジューム処理の所要時間が飛躍的に短縮される。
【００９１】
このように、本発明の第１の実施形態では、仮想メモリ・システムに主記憶装置の不揮発性記憶部への退避優先度という概念を導入することにより、サスペンド処理及びレジューム処理の所要時間の短縮を達成することができる。特に、レジューム処理が単純化されるため、同レジューム処理を従来技術よりも格段に高速化することができる。
【００９２】
続いて、仮想メモリ・システムを適用しない場合でも採用可能な、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００９３】
図１０には、計算機装置が仮想メモリ・システムを適用しない場合におけるサスペンド処理の動作手順をフローチャートの形式で示している。また、図１１には、この場合のサスペンド処理の直前における計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示している。
【００９４】
図１１に示すように、通常の動作状態では、複数のアプリケーション・プログラムＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３やデータＤ１、Ｄ２が主記憶装置１０２上に配置（展開）され、ＣＰＵ１０１によって実行されている。なお、図１１では、主記憶装置１０２上のオペレーティング・システム並びに２次記憶装置１０５内のプログラムやデータのイメージは省略されている。
【００９５】
図１１に示す記憶空間の状態から計算機装置をサスペンド状態に至らしめるためには、レジュームにより同じ時点からタスクを再開させるために必要なプログラムやデータを適宜不揮発性の記憶装置に退避する必要がある。ここで言う不揮発性の記憶装置は、主記憶装置１０２内の不揮発性記憶部１０４と２次記憶装置１０５に相当する。このようなサスペンド処理の手順について、図１０に示したフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、各プログラム及びデータが主記憶装置１０２上又は２次記憶装置１０５上で連続した領域を占有しているものとするが、非連続な領域を占有している場合についても容易に拡張することができる。
【００９６】
まず、サスペンド処理が起動されると、システムが保存すべき情報の識別処理を行なう（ステップＳ４１）。
【００９７】
主記憶装置１０２上の情報はオペレーティング・システムが管理しており、この管理情報を活用する。具体的には、オペレーティング・システムなどのシステムに関する情報、主記憶装置１０２上で実行されているプログラム及びデータに関する情報である。これに加え、計算機装置に接続されている入出力装置に関するシステム状態情報（前述）も保存すべき情報の対象となる。
【００９８】
次いで、前ステップＳ４１において識別した各情報に対して、レジューム処理が起動されてタスクが再開した直後に必要とされるかに基づいて優先度を与える（ステップＳ４２）。
【００９９】
優先度の与え方については後に詳解するが、システムがタスクを再開するために必須な情報（オペレーティング・システムなど）に対しては、あらかじめ最高の優先度を与えるものとする。
【０１００】
本実施形態では、退避する各情報についての優先度や元の格納場所並びに退避先の場所を管理するためのデータ構造を主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４内に用意する。図１２には、このデータ構造の構成例を示している。図示のデータ構造では、各情報はＩＤで一意に示されるものとし、各情報のエントリは、「優先度」、「退避元の位置」、「退避先の位置」、「サイズ」を格納するフィールドを持つ。「退避元の位置」にはサスペンド前の各退避すべき情報の先頭番地を格納し、「退避先の位置」にはサスペンド後の各退避すべき情報の格納位置（不揮発性記憶部１０４上の番地、又は２次記憶装置１０５上での先頭位置）を格納する。また、「サイズ」には各情報の大きさを格納する。また、「復帰？」は、復帰ビットであり、サスペンド処理時に未復帰を示すフラグで初期化される。
【０１０１】
次いで、前ステップＳ４２で定めた優先度に基づいて、保存すべき情報の退避処理を行なう（ステップＳ４３）。
【０１０２】
次いで、すべての保存すべき情報を退避できたかを判定する（ステップＳ４４）。そして、すべて退避できた場合（すべての保存すべき情報を不揮発性記憶部１０４に退避することができた場合）は、計算機装置の電源を切断し、サスペンド処理を終了する（ステップＳ７）。すべての保存すべき情報がまだ退避できていない場合は、次ステップＳ４５に進む。
【０１０３】
ステップＳ４５では、不揮発性記憶部１０４の空き容量を判定する。不揮発性記憶部１０４に十分な容量が残っている場合は、ステップＳ４３に戻り、上述の不揮発性記憶部１０４への情報の退避処理を繰り返し実行する。また、不揮発性記憶部１０４に十分な容量が残っていない場合は次ステップＳ４６に進む。
【０１０４】
ステップＳ４６では、保存すべき情報のうち不揮発性記憶部１０４に退避しきれなかったもの（すなわち、優先順位の低い情報）をすべて２次記憶装置１０５に退避する。
【０１０５】
そして、計算機装置の電源を切断した時点でサスペンド処理を終了する（ステップＳ４７）。
【０１０６】
図１３には、上記のサスペンド処理が完了した時点での計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示している。図示の状態のまま、計算機装置はユーザが復帰操作（例えば、計算機装置の電源スイッチを押すなど）を行なうまで停止する。
【０１０７】
図１３に示す例では、揮発性記憶部１０３に配置されていたプログラムＡＰ１とデータＤ１、並びにシステム状態ＳＴは、不揮発性記憶部１０４に退避されている。また、優先度のより低いプログラムＡＰ２やデータＤ２は、より優先度の高いプログラムやデータで不揮発性記憶部１０４の退避領域が満杯となってしまったことから、２次記憶装置１０５に退避されている。また、元々は不揮発性記憶部１０４に配置されていたプログラムＡＰ３やデータＤ２は、優先度の高いプログラムやデータの退避領域を設けるために、２次記憶装置１０５に退避されている。
【０１０８】
ここで言う優先度は、後のレジューム処理によるタスク再開時において必要となる優先度を意味する。プログラム及びデータの退避先を図１３に示したように配置することにより、レジューム処理が起動されると、不揮発性記憶部１０４に格納された情報を基に復帰処理が行なわれるとともに、中断中のタスク処理がそのまま再開される。
【０１０９】
サスペンド状態にある計算機装置は、ユーザのスイッチ押下操作などにより、レジューム処理を開始する。図１４には、計算機装置が仮想メモリ・システムを適用しない場合におけるレジューム処理の動作手順をフローチャートの形式で示している。
【０１１０】
まず、レジューム処理が起動されると、図１２に示したデータ構造の該当情報エントリを参照して、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４に退避されている各情報を、「退避元の位置」で示す番地に復帰させ、復帰が完了した情報については「復帰ビット」を立てる（ステップＳ５１）。
【０１１１】
次いで、主記憶装置１０２上の情報を用いて、システムの再開を行なう（ステップＳ５２）。
【０１１２】
ここで、すべての必要な情報が不揮発性記憶部１０４に退避されているかどうかを判別する（ステップＳ５３）。必要な情報がすべて不揮発性記憶部１０４に退避されていた場合は、既に計算機装置の状態が復帰されており、後続のタスク実行処理を行なうことができるので、レジューム処理を終了する。一方、不揮発記憶装置の情報のみでは復帰処理が完了していなかったと判断された場合には、次ステップＳ５４に進む。
【０１１３】
ステップＳ５４では、主記憶装置１０２上の情報を用いてシステムが再開する一方、そのバックグラウンド処理として、２次記憶装置１０５に退避している残りの保存情報をサスペンド処理時に決定した優先度の順に従って主記憶装置１０２に読み込む。このとき、復帰が完了した情報については、データ構造（図１２を参照のこと）の該当情報エントリにおいて、その復帰ビットを立てる。
【０１１４】
ステップＳ５５では、次ステップＳ５４に付随する復帰処理を行なう。なお、ステップＳ５４及びステップＳ５５では、復帰中の情報は復帰処理が完了するまでは利用できないものとする。すなわち、同情報を用いるには復帰処理の完了を待つ必要がある。
【０１１５】
ステップＳ５６では、２次記憶装置１０５上のすべての退避情報についての復帰が完了したかどうかを判断する。そして、これが完了している場合はレジューム処理を完了する。まだ完了していない場合は、ステップＳ５４に戻り、再開したタスク実行のバックグラウンドにおいて復帰処理を続ける。
【０１１６】
図１３に示した状態から一連のレジューム処理が完了した時点での記憶内容の配置状態を図１５に示している。これは図１３とほぼ同一であるが、不揮発性記憶部１０４上のデバイスの状態情報が復帰されているなど、システム内部的な状態は異なっている。
【０１１７】
本実施形態に係る計算機装置では、レジューム処理が起動されると、不揮発性記憶部１０４に格納された情報を基に計算機装置の状態を復帰するとともに、不揮発性記憶部１０４に格納されたプログラムＡＰ１やデータＤ１を実行する。このように、不揮発性記憶部１０４上のプログラムが実行された時点で、計算機装置のユーザには、計算機装置が通常動作状態に復帰した効果を与える。
【０１１８】
第１の実施形態の場合と同様に、本発明の第２の実施形態では、保存すべき情報をステップＳ４２で定めた優先度に基づいて主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４に保存していき、不揮発性記憶部１０４に保存できなかった情報を２次記憶装置１０５に保存するという点で、従来のサスペンド処理とは相違する。
【０１１９】
ここで、図１６には、サスペンド処理前とサスペンド処理後、並びにレジューム処理後の情報の移動の様子を示している。サスペンド処理前に主記憶装置１０２の揮発性記憶部１０３にあった情報は、優先度に応じて、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４又は２次記憶装置１０５に移動する。また、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４にあった情報は、優先度に応じて、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４に留まるか、又は２次記憶装置１０５に移動する。このように、低速な２次記憶装置１０５への退避すべき情報量が削減されるため、既存のサスペンド処理よりも高速な退避処理を実現することができる。また、低速な２次記憶装置１０５からの転送処理を待たずして、計算機装置の処理が再開されるため、ユーザの体感所要時間を既存のレジューム処理に比べて大幅に短縮することができる。
【０１２０】
このように、本発明の第２の実施形態では、タスク再開時における必要度合いによる優先度に基づいて、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４を有効活用することにより、サスペンド処理及びレジューム処理の所要時間の短縮を達成することができる。また、上述した第１の実施形態とは異なり、仮想メモリ・システムをサポートしない環境（例えば、組み込み用途のように、ＣＰＵにＭＭＵを搭載していない機器など）においても適用することが可能である。
【０１２１】
続いて、サスペンド処理時における、退避すべき情報に対する優先度付けに関する３通りの手段について説明する。これら優先度付け手段は、上述した本発明の第１及び第２の実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１２２】
第１の優先度付けの手段は、オペレーティング・システムにおいて提供される仮想メモリ・システムを利用した方法である。但し、第２の実施形態で適用する場合は、仮想メモリ・システムをサポートしている環境のみ適用可能である（仮想メモリ・システムをサポートしていない環境では、後述の第２の優先順位付け手段、あるいは第３の優先順位付け手段を用いることができる）。仮想メモリ・システムは、計算機装置に搭載している主記憶装置の容量よりも多くのメモリを必要とするプログラムやデータを扱うためのメカニズムである
【０１２３】
図１７には、仮想メモリ・システムの構成を模式的に示している。物理メモリすなわち主記憶装置１０２の容量は例えば数十〜数百メガバイト程度である。これに対し、仮想メモリは、例えば３２ビット・アーキテクチャであれば４ギガバイト（＝２³²）程度の広大なアドレス空間である。当然、仮想アドレスのごく一部しか物理メモリ上に存在せず、その他のデータはハード・ディスク上に退避されている。
【０１２４】
仮想メモリ・システムを実現する際、タスク切り替えの度にタスクに関するメモリの内容をハード・ディスクに退避したりハード・ディスクから回復したりするのでは効率的でない。そこで、仮想アドレス空間を「ページ」と呼ばれる単位で細かく分割し、ページ単位で論理アドレス空間と物理アドレス空間のマッピングが行なわれる。ページ単位で管理することにより、物理メモリ上には常に複数のタスクのページが配置された状態となり、タスク切り替え時にハード・ディスクへのページの退避（ページ・アウト）や復元（ページ・イン）が頻繁に起こることはなくなる。仮想メモリへのアクセスは、仮想アドレス空間上のページ・アドレスの参照という形態で行なわれる。仮想メモリ・システムでは、論理アドレスと物理アドレスの関係をページ単位で掌握するために、ページ・テーブルを用意する。
【０１２５】
仮想メモリ・システムにおけるページ・アウトやページ・インなどのページ置き換え処理では、ＬＲＵ（ＬｅａｓｔＲｅｃｅｎｔｌｙＵｓｅｄ）すなわち最近最も参照されなくなった主記憶装置上のページを置き換えるというアルゴリズム及びその近似アルゴリズムが広く用いられている。オペレーティング・システムは、このＬＲＵアルゴリズムを実現するために、主記憶上の各ページに対するアクセス時刻情報を管理している。本発明では、仮想メモリ・システムにおけるこのようなページ管理情報を活用して、最近アクセスされたページから順に高い優先度を与えていくという優先度付けを行なう。
【０１２６】
既に述べたように、第１の実施形態に対しては、仮想メモリ・システムにおけるページ管理情報を直接用いることができる。一方、このページ管理情報を第２の実施形態で活用する場合には、ページ単位ではなく、プログラム及びデータ単位の優先度に変換する方法が必要である。このような優先度の与え方としては、例えば、（１）プログラム及びデータが保有するページの最高優先度のものに着目し、この優先度が高い順に高い優先度を与える方法、（２）プログラム及びデータが保有するページの優先度の上位数個の平均の大きいものから順に高い優先度を与える方法、などが考えられる。
【０１２７】
第２の優先度付けの手段は、一般的なオペレーティング・システムにおいて管理している「実行中のプログラムの最近のアイドル時間」に関する情報を優先度付けに活用する方法である。すなわち、アイドル時間の小さいプロセス（最近実行されているプロセス）から順に高い優先度を与えていき、アイドル時間が大きいプロセス（最近実行されていないプロセス）ほど低い優先度を与えるようにする。
【０１２８】
ここで、プロセス同士の間で一意な優先度を与えるには、例えば、アイドル時間の等しいプロセスの間には、システムの管理するプロセスＩＤの大小関係などで優先度の大小を決するようにすればよい。また、データ（アプリケーションが使うファイルなど）に対する優先度は、そのデータを用いるプロセスの中で最高優先度を持つプロセスの優先度に準ずるようにする。１つのプロセスが複数のデータを用いる場合は、プロセスの場合と同様に、ＩＤなどで大小を決すればよい。第２の実施形態では、プログラム及びデータに一意な優先度を与えることで、アイドル時間に関する情報を優先度付けにそのまま活用することができる。
【０１２９】
一方、第１の実施形態において、アイドル時間に関する情報を優先度付けに適用するには、プログラムやデータに与えた優先度をページ単位の優先度に変換することで実現できる。すなわち、優先度の高いプログラムやデータに属するページほど高い優先度を与えるという変換を行なう。一般に、プログラムやデータには複数のページが属するが、その間に一意な優先度を与えるには、前述のＬＲＵアルゴリズムにおける優先度を適用する方法などがある。
【０１３０】
第３の優先度付けの手段は、ユーザからの定義を優先度付けに反映させる方法である。すなわち、ユーザが主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４に残したいプログラムやデータの優先度をあらかじめ指定し、サスペンド時において、この優先度を考慮してプログラムやデータを退避する。ユーザが優先度を定義する方法としては、例えば、（１）サスペンドを行なう前にユーザが優先度リストを編集し、システムに与える方法、（２）サスペンド直前にシステムがユーザに優先度を尋ねる方法、などが挙げられる。
【０１３１】
ここで、ユーザがすべてのプログラムやデータに関して優先度を与えるとは限らない。この場合には、ユーザが優先度を与えなかったプログラムやデータに対してシステムが自動的に優先度を付ける方法を適用することができる。すなわち、ユーザが付けた優先度リストにおける最低優先度の退避すべき情報に続いて、残りの退避すべき情報に対してシステムが自動的に優先度付けしたリストを加え、すべての退避すべき情報に関する優先度リストを作成する。システムが自動的に優先度付けする方法としては、例えば上述した第１並びに第２の優先度付けの手段などを適用することができる。
【０１３２】
また、ユーザがプログラムやデータに優先度を与えるのが煩わしいという場合には、主記憶装置１０２の不揮発性記憶部１０４に残しておきたいプログラムやデータの候補をユーザがシステムに与えるという方法も考えられる。この場合、まず、ユーザが与えた候補リストに対して、システムが自動的に優先度を与える。その後、残りの退避すべき情報に対してもシステムが自動的に優先度付けを行ない、候補リストに対する優先度付けの結果に残りの退避すべき情報（候補でないもの）に対する優先度付けの結果を加えて、すべての情報に対する優先度リストを作成する。この方法においても、システムが自動的に優先度付けする方法として、上述した第１並びに第２の優先度付けの手段を適用することができる。
【０１３３】
第３の優先度付け手段については、第２の実施形態に直接適用することができる。また、第２の優先度付け手段によりプログラムやデータの優先度をページ単位の優先度に変換する手法を用いることで、第１の実施形態に適用することも可能である。
【０１３４】
次に、レジューム処理時の復帰処理中において未復帰の情報が呼び出されたときに対処する手段について説明する。
【０１３５】
第２の実施形態では、レジューム処理時には、主記憶装置１０２上のプログラムやデータを用いて中断していたタスクを再開しながら、タスク実行のバックグラウンドで、２次記憶装置１０５に退避されていたプログラムやデータを退避元の位置に復元する処理が行なわれる。ここで、バックグラウンド処理で未復帰の情報がタスクにより呼び出された場合に、当該手段を用いることができる。
【０１３６】
レジューム処理中に、主記憶装置１０２に未だ復帰していないプログラムやデータが必要になったとする。例えば、主記憶装置１０２に復帰していないプログラムをレジューム処理中にユーザが実行したいとする。この場合、現在復帰中の情報の転送を中断し、ユーザが現在必要とする情報を優先して主記憶装置１０２に転送して、その転送処理が完了した後に中断した転送処理を再開する、という方法を行なえば、ユーザの操作性を向上させることができる。
【０１３７】
ユーザが現在必要とする情報を優先して復帰させる場合も、図１２に示したようなデータ構造を参照する。図１８には、レジューム処理時の復帰処理中において未復帰の情報が呼び出されたときに対処するための処理手順を、フローチャートの形式で示している。
【０１３８】
まず、途中で復帰処理を中断するプログラムやデータに対して、中断箇所に関する情報を図１２に示したデータ構造に保存する（ステップＳ６１）。ここで、中断時の２次記憶装置１０５上の位置を「退避先の位置」に、中断時の主記憶装置１０２上の位置を「退避元の位置」に、中断時の残りの転送量を「サイズ」に記録する。
【０１３９】
次いで、割り込み復帰処理リストを主記憶装置１０２上に生成して、すぐに復帰しなくてはならないプログラムやデータの復帰処理を当該リストの末尾に追加する（ステップＳ６２）。
【０１４０】
そして、割り込み復帰処理リストの先頭から順に処理を開始する（ステップＳ６３）。
【０１４１】
ここで、新たに割り込み復帰処理が発生した場合は（ステップＳ６４）、ステップＳ６２に戻り、新たな割り込み復帰処理を割り込み復帰処理リストの末尾に加える。ステップＳ６３では、現在実行中の割り込み復帰処理が再び選ばれるため、続きの処理を継続することになる。
【０１４２】
一方、新たな割り込み復帰処理が発生しない場合は、次ステップＳ６５に進み、現在実行中の復帰処理が完了したかどうかを判断する。復帰処理が完了していない場合は、ステップＳ６３に戻り、現在実行中の復帰処理を再開する。
【０１４３】
次いで、現在実行中の復帰処理が完了したかどうかを判別する（ステップＳ６５）。そして、復帰処理が完了したと判断される場合は、次ステップＳ６６に進む。
【０１４４】
ステップＳ６６では、割り込み復帰処理リストの先頭の処理（直前まで行なっていた割り込み復帰処理）を除去する。
【０１４５】
次いで、割り込み復帰処理リストが空になったかどうかを判別する（ステップＳ６７）。割り込み復帰処理リストが空になっている場合は、現時点で緊急に行なうべき復帰処理がないことを意味し、割り込み復帰処理を終了する。その後、２次記憶装置１０５上の最高優先度の情報の復帰処理に戻る。また、割り込み復帰処理リストが空になっていない場合には、ステップＳ６３に戻り、割り込み復帰処理を続ける。
【０１４６】
このように、割り込み復帰処理リストというデータ構造を用いることで、複数の割り込み復帰処理に対応することができる。また、割り込み復帰処理が発生する直前まで実行していた復帰処理が緊急に必要になった場合にも対応することができる。
【０１４７】
次に、２次記憶装置１０５から主記憶装置１０２へのデータの復帰処理中に、復帰が未完了の情報へのアクセスを禁ずるための手段について説明する。この手段も、第２の実施形態におけるサスペンドからレジューム処理において活用することができる。
【０１４８】
本発明の第２の実施形態のようにシステム再開後もレジューム処理をバックグラウンドで継続処理するような計算機装置において、バックグラウンドで主記憶装置１０２に転送しているプログラムやデータをシステム内のあるプログラムが呼び出した場合、これを禁止する機構が必要である。何故ならば、復帰が完了していないメモリ領域にはでたらめな情報が書き込まれているにも拘らず、このような呼び出しを許してしまえば、復帰中のプログラムやデータの一部とみなしてしまい、呼び出したプログラムが誤動作したり暴走したりする可能性が生じるからである。
【０１４９】
このような問題を解決するために、図１２に示したデータ構造を用いてアクセス許可を判定することができる。また、図１９には、レジューム処理中に復帰が未完了の情報へのアクセスを禁止するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【０１５０】
まず、サスペンド前に主記憶装置１０２上に存在した情報へのアクセスがあった場合、図１２に示したデータ構造の該当情報エントリを参照し、その情報の復帰ビットを調べる（ステップＳ７１）。
【０１５１】
この復帰ビットが「未復帰」を示していた場合には、次ステップＳ７２に進み、復帰の完了を待つ。また、「復帰」を示していた場合、既に主記憶装置１０２上に情報が存在するため、ステップＳ７３に進み、アクセスを許可する。
【０１５２】
ステップＳ７２では、アクセスしようとした情報が主記憶装置１０２上に復帰されるのを待つ。そして、当該情報が主記憶装置１０２に復帰された時点で次ステップＳ７３に進み、この情報にアクセスすることができる。
【０１５３】
ステップＳ７３では、アクセスを試みた情報が主記憶装置１０２上に存在するので、これにアクセスして所望の処理を行なう。
【０１５４】
以上のように、第２の実施形態において、２次記憶装置１０５から主記憶装置１０２への情報の復帰中に、復帰が未完了の情報にアクセス要求が生じた場合の対応を行なうことができる。
【０１５５】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１５６】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、電源遮断時にシステムの状態情報を不揮発性の記憶装置に退避し、電源再投入時に退避した状態情報を復元して処理を再開させるハイバーネーション機能を備えた、優れた情報処理システム及びその制御方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【０１５７】
本発明によれば、計算機装置において、サスペンド・レジューム機能の退避・復帰処理に要する時間を大幅に短縮し、特にノートＰＣなどの携帯端末におけるユーザの操作性（退避・復帰処理の待ち時間）を格段に改善することができる。
【０１５８】
また、本発明によれば、サスペンド・レジューム機能の退避・復帰処理に要する消費電力を削減し、特にノートＰＣなどの携帯端末におけるバッテリの持ちを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る計算機装置のハードウェア構成を模式的に示した図である。
【図２】既存の計算機装置の構成を模式的に示した図である。
【図３】サスペンド・レジューム処理の概略的な動作を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるサスペンド処理の動作手順を示したフローチャートである。
【図５】サスペンド処理の直前における計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示した図である。
【図６】サスペンド処理が完了した時点での計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示した図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるレジューム処理の動作手順を示したフローチャートである。
【図８】レジューム処理が完了した時点での計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示した図である。
【図９】サスペンド処理前とサスペンド処理後、並びにレジューム処理後におけるページ移動の様子を示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態におけるサスペンド処理の動作手順を示したフローチャートである。
【図１１】サスペンド処理の直前における計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示した図である。
【図１２】退避する各情報についての優先度や元の格納場所並びに退避先の場所を管理するためのデータ構造を示した図である。
【図１３】サスペンド処理が完了した時点での計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示した図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態におけるレジューム処理の動作手順を示したフローチャートである。
【図１５】レジューム処理が完了した時点での計算機装置内の主記憶装置１０２並びに２次記憶装置１０５の記憶内容を模式的に示した図である。
【図１６】サスペンド処理前とサスペンド処理後、並びにレジューム処理後におけるページ移動の様子を示した図である。
【図１７】仮想メモリ・システムの構成を模式的に示した図である。
【図１８】レジューム処理時の復帰処理中において未復帰の情報が呼び出されたときに対処するための処理手順を示したフローチャートである。
【図１９】レジューム処理中に復帰が未完了の情報へのアクセスを禁止するための処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０１…ＣＰＵ
１０２…主記憶装置
１０３…揮発性記憶部
１０４…不揮発性記憶部
１０５…２次記憶装置
１０６…入出力装置
１１０…バス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing system including a personal computer and a portable terminal, a control method thereof, and a computer program. The present invention relates to an information processing system having a power saving operation function, a control method thereof, and a computer program.
[0002]
More specifically, the present invention provides information with a hibernation function that saves system state information to a non-volatile secondary storage device when the power is shut off, restores the saved state information when the power is turned on again, and resumes processing. The present invention relates to a processing system, a control method thereof, and a computer program, and more particularly, to an information processing system, a control method thereof, and a computer program for shortening the time required for saving and restoring state information during a hibernation operation.
[0003]
[Prior art]
With the recent technological innovation, various personal computers (hereinafter also referred to as “PC” or “system”) such as desktop type and notebook type have been developed and marketed. Of these, notebook-type PCs are designed and manufactured in a compact and lightweight manner considering outdoor and portable use.
[0004]
One feature of the notebook PC is that it is “battery-driven” that can be driven by a built-in battery. This is because it can be used even in places where commercial power does not reach. The battery built in the notebook PC generally takes the form of a “battery pack” in which a plurality of rechargeable battery cells such as Li-Ion are connected and packaged. Although the battery pack can be reused by charging, the charge capacity per time is only about 2 to 3 hours as the operation time of the system. In order to extend the battery life as much as possible, various efforts have been made to save power.
[0005]
In recent years, there has been an increasing demand for power saving from an ecological point of view even for desktop PCs that can be fed indefinitely with a commercial power source. The US Environmental Protection Agency (EPA) announced a self-regulation called “Energy Star Computer Program” in June 1993, and the power consumption in the standby state is below a certain standard (drive power is 30W or less, or when the CPU is running) 30% or less).
[0006]
In addition to reducing the power consumption of the entire device during operation, PC power saving can also be achieved by appropriately reducing or cutting off the power supply to part or all of the system in response to a decline in the system usage status. Realized. However, because the task is interrupted when the power is turned off, the system status information is saved before the power is turned off and saved when the power is turned on again so that the task can be resumed from the point of interruption when the power is turned on again. Restored state information needs to be restored. The operation of saving the system state information and suspending the task is called “suspend”, and the operation of restoring the state information and restarting the task is called “resume”.
[0007]
There are two methods for realizing the suspend / resume function. One is a system in which power is continuously supplied to a volatile main storage device or the like before and after turning off the power of the computer device and system status information is retained. The other is that the status information of the system deployed in the main storage device or the like is saved to a non-volatile secondary storage device when the power is turned off, and the status information saved when the power is turned on is restored to the main storage device or the like. It is a method. The latter is particularly called “hibernation function”.
[0008]
In the former method, system state information is stored in a battery-backed volatile main storage device or the like. For this reason, the saving / restoring process of the computer apparatus is very fast, but the power saving effect is low because power is consumed for the memory holding operation by the main storage device even when the computer apparatus is stopped. On the other hand, in the case of the latter hibernation function, since the system state information necessary for resuming the task is stored in a non-volatile secondary storage device, it is possible to shut off power to almost all the components in the computer device, and to save power High effect. However, a hard disk drive (or flash memory) as a secondary storage device generally has an access speed lower than that of a main storage device. Since the hibernation function includes a processing operation for storing or expanding a memory image on the main storage device in the secondary storage device, it has a drawback that it takes a lot of time.
[0009]
Various improvements have been attempted to solve the problem of the time required for the save / restore process in the hibernation function. For example, a method of saving and restoring only the area in use of the main storage device (see, for example, Patent Document 1), a high-speed nonvolatile storage device, and a low-speed nonvolatile storage device (both are non-main storage devices) For example, a method of transferring the contents of the volatile main storage device to speed up the saving / restoring process (see, for example, Patent Document 2). However, in either case, it is necessary to wait for the save / restore processing until data transfer between the main storage device and the secondary storage device slower than this is completed. This is the process in the save / restore processing of the hibernation function. It is a rate-limiting process.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-9-319667
[Patent Document 2]
JP 2001-125659 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide excellent information processing with a hibernation function that saves system state information to a non-volatile storage device when the power is turned off and restores the saved state information when the power is turned on again. A system, a control method thereof, and a computer program are provided.
[0012]
A further object of the present invention is to provide an excellent information processing system, its control method, and computer program capable of shortening the time required for saving and restoring the state information during the hibernation operation. .
[0013]
[Means and Actions for Solving the Problems]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems. The first aspect of the present invention is to hold information necessary for continuation of processing in a non-volatile manner and then shut off the power and be held in the non-volatile manner when the power is turned on. A type of information processing apparatus that uses the information to resume processing,
A main storage device including a volatile storage unit that holds information in a volatile manner and a nonvolatile storage unit that holds information in a nonvolatile manner;
Information saving means for saving information on the volatile storage unit necessary for continuation of processing being executed at the time of power-off to the nonvolatile storage unit;
A process resuming means for resuming a process interrupted by power-off using information stored in the non-volatile storage unit at power-on;
It is an information processing apparatus characterized by comprising.
[0014]
In information processing devices such as notebook PCs and portable terminals, the hibernation function is composed of a suspend operation that saves system state information and interrupts the task, and a resume operation that restores state information and resumes the task. This is an essential technology for realizing low power consumption. However, the hibernation function includes a processing operation for storing or developing a memory image on the main storage device in the secondary storage device, and thus has a drawback that it takes a lot of time.
[0015]
In contrast, according to the present invention, a non-volatile storage unit that can hold information in a non-volatile manner is disposed on the main storage device, and information is saved using the non-volatile storage unit. Therefore, the time required for the save / restore processing of the suspend / resume function can be greatly reduced. In particular, user operability (waiting time for evacuation / return processing) in a portable terminal such as a notebook PC can be remarkably improved.
[0016]
Further, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption required for the save / restore process of the suspend / resume function, and particularly to improve the battery life in a portable terminal such as a notebook PC.
[0017]
Here, the information processing apparatus may further include a non-volatile secondary storage device such as a hard disk device. In such a case, the information saving unit saves the information on the volatile storage unit to the nonvolatile storage unit in accordance with a predetermined priority, and the information overflowing from the nonvolatile storage unit in the information saving operation. The data can be saved in the secondary storage device.
[0018]
In addition, the process resuming unit may restore the information saved on the secondary storage device to the original location on the main storage device as necessary during execution of the resumed process.
[0019]
Prioritizing means for identifying information necessary for resuming processing and giving priority to the identified information in order to save and restore information in the volatile storage unit during power-off and on May be further provided. In such a case, the information saving unit stores the information on the main storage device that could not be stored in the non-volatile storage unit in the secondary storage, while storing the information in the non-volatile storage unit in order from the highest priority information. Suspending and resuming processing can be efficiently performed by retracting to the apparatus.
[0020]
For example, the prioritizing means can give priorities in the order of recently accessed information. The order of recently accessed information is managed based on the LRU (Least Recently Used) algorithm in, for example, a virtual memory system.
[0021]
Alternatively, the prioritizing means can give priorities in the order of information related to the latest processing with a small idle time. The idle time is maintained, for example, in the process management mechanism of the operating system.
[0022]
The information processing apparatus may further include means for converting a priority for the information area on the main storage device into a priority for an information unit significant for the user.
[0023]
Further, the prioritizing means pays attention to an area having the highest priority among the areas on the main storage device held by the information unit, and sets the priority of the information area based on the priority of the area. You may make it give.
[0024]
Alternatively, the prioritization means pays attention to a certain number in order from the highest priority among the areas on the main storage device held by the information unit, and the magnitude of the average value of the priority in the area The priority of the information area may be given based on the above.
[0025]
Further, the processing resumption means may restore the information saved in the secondary storage device to the original location on the main storage device according to the priority.
[0026]
Here, when information necessary for continuing the resumed processing occurs, the restoration of the information according to the priority is interrupted, and the necessary information is restored to the original location on the main storage device. It may be.
[0027]
Assume that a program or data that has not yet been restored to the main storage device is required during the resume process. For example, assume that the user wants to execute a program that has not been returned to the main storage device during the resume process. In this case, a method of interrupting the transfer of the currently restored information, preferentially transferring the information currently required by the user to the main storage device, and restarting the interrupted transfer process after the transfer process is completed If this is performed, the user operability can be further improved.
[0028]
Then, when a plurality of pieces of information necessary for continuing the resumed process are generated, a priority may be given to each. For example, the higher priority is given in order from the information previously required on the time axis.
[0029]
In addition, when the storage space on the main storage device and the secondary storage device is managed based on a virtual storage mechanism, information is saved and restored when the power is turned off and turned on in predetermined page units. You may do it.
[0030]
As already known, according to the virtual memory system, logical addresses (virtual addresses) are allocated to external storage devices such as hard disks, and are these apparently part of the physical memory space? By handling like this, a logically large address space can be realized with a small physical memory capacity. Even in an information processing apparatus that employs a virtual memory system, the hibernation function according to the present invention can be realized. In this case, saving and restoring system state information in the suspend and resume processing can be realized in parallel with the paging operation in the virtual address space.
[0031]
Moreover, the user himself / herself may further include means for giving a unique priority to an information unit significant to the user. For example, a first means for giving priority to some information units by the user, a second means for automatically giving priority to information units for which the user has not given priority, A unique priority can be given to each information unit by using the first and second means and the third means for giving a unique priority to all information units.
[0032]
The second aspect of the present invention is to hold information necessary for continuation of processing in a non-volatile manner and then shut down the power and use the information held in a non-volatile manner at the time of power-on to restart the processing. A computer program written in a computer readable format for executing processing on a computer system,
The main storage device includes a volatile storage unit that holds information in a volatile manner and a nonvolatile storage unit that holds information in a nonvolatile manner.
An information saving step for saving information on the volatile storage unit necessary for continuation of the processing being executed at the time of power-off to the nonvolatile storage unit;
A process resuming step of resuming a process interrupted by power-off using information stored in the nonvolatile storage unit at power-on;
A computer program characterized by comprising:
[0033]
The computer program according to the second aspect of the present invention defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on a computer system. In other words, by installing the computer program according to the second aspect of the present invention in the computer system, a cooperative action is exhibited on the computer system, and the information processing according to the first aspect of the present invention is performed. The same effect as the apparatus can be obtained.
[0034]
Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0036]
As an approach for increasing the speed of the save / restore process of the suspend / resume function, a method of configuring the main memory device itself with a nonvolatile memory element is conceivable. In other words, by making the main storage device itself non-volatile, processing at the time of suspend / resume (for example, saving to a secondary storage device such as a hard disk) can be omitted significantly, so obviously high speed is expected. it can. However, from a cost standpoint, it is preferable to configure a main storage space by mixing inexpensive volatile storage devices and more expensive nonvolatile storage devices than making all the main storage devices nonvolatile. A scene is assumed.
[0037]
In a computer device having a main storage space in which such volatile and nonvolatile storage units are mixed, the contents stored in the volatile storage unit of the main storage device are lost when the power is turned off. For this reason, in order to support the hibernation function, it is necessary to save the information on the volatile storage unit of the main storage device to the nonvolatile storage unit or the secondary storage device in the main storage device. Therefore, in order to increase the speed of the hibernation function, it is important to effectively use the nonvolatile storage unit of the main storage device as the information saving destination.
[0038]
Incidentally, a computer device in which the main storage device is composed of a volatile storage unit and a nonvolatile storage unit has been devised in Japanese Patent No. 3275398, etc., but details of the hibernation function in such a computer device have been devised. Until not devised.
[0039]
FIG. 1 schematically shows a hardware configuration of a computer apparatus according to an embodiment of the present invention. The computer apparatus shown in the figure includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a main storage device 102, a secondary storage device 105, and an input / output device 106.
[0040]
The CPU 101, which is the main controller, executes various programs under the control of an operating system (OS). The CPU 101 communicates with each unit via a bus 110 that is a common signal transmission path including a data signal line, an address signal line, a control signal line, and the like.
[0041]
The main storage device 102 constitutes a main storage space, and is used for loading each program (OS, application program, etc.) executed by the CPU 101 and for the CPU 101 to use as a work area.
[0042]
The computer apparatus according to this embodiment is characterized in the configuration of the main storage device 102. In the existing computer device (see FIG. 2), the main storage device is composed only of a volatile storage unit such as a DRAM (Dynamic RAM). However, in the computer device of the present invention, the main storage device 102 is the volatile storage unit 103. And a nonvolatile storage unit 104. The volatile storage unit 103 of the main storage device 102 is configured by using a high-speed volatile storage device such as a DRAM, and battery backup, that is, continuous supply of power is necessary to retain the stored contents. On the other hand, the nonvolatile storage unit 104 has a configuration that does not require battery backup in order to retain the stored contents. For example, the non-volatile storage unit 104 can be configured by using a memory chip such as MRAM or FeRAM, and has sufficient performance as the main storage space of the CPU 101 in terms of speed and access life.
[0043]
The secondary storage device 105 is composed of a nonvolatile storage device such as a hard disk drive (HDD) or a flash memory. The secondary storage device 105 has a lower access speed than the main storage device 102 but has a large capacity and is equipped to assist the main storage space. The secondary storage device 105 can also use low-speed MRAM, FeRAM, or the like that is inexpensive.
[0044]
Here, an MRAM (Magnetic RAM) is composed of a TMR (Tunneling MagnetoResistance) element using a tunnel magnetoresistive effect, and can hold information not by an electron charge but by an electron spin. The MRAM has characteristics of being non-volatile in addition to substantially satisfying the conditions as a main storage device in terms of access speed such as rewriting / reading, integration degree, power consumption, and unit price of bits. FeRAM (Ferroelectric RAM) is a non-volatile memory using a ferroelectric thin film material as a memory element (a ferroelectric is dielectrically polarized in a natural state where no electric field is applied), and is the main memory as in MRAM. The conditions as a device are almost satisfied.
[0045]
The HDD is an external storage device in which a magnetic disk as a storage carrier is fixedly mounted (well-known), and is superior to other disk-type storage devices such as a CD / DVD in terms of storage capacity and data transfer speed. Yes. Placing the software program on the HDD in an executable state is called “installation” of the program in the system. Usually, the HDD stores an operating system program code to be executed by the CPU 101, application programs, device drivers, and the like in a nonvolatile manner.
[0046]
The input / output device 106 includes a user input device such as a keyboard and a mouse, an output device such as a display and a printer, a connection interface with a network device and other external devices, and the like. The drawing data on the display is once written in a video RAM (VRAM) (not shown) and then displayed and output.
[0047]
Each device on the bus 110 is assigned a unique address (I / O address) in the I / O space, and access to each device is realized by designating the I / O address. The bus interface of each device has an I / O register (not shown), and write data and commands to the device, read data from the device, device status, etc. are once written to the I / O register. Bus transfer is performed.
[0048]
In order to configure the computer apparatus, many circuit components other than those shown in FIG. 1 are required. However, since these are well known to those skilled in the art and do not constitute the gist of the present invention, they are omitted in the present specification. Also, it should be noted that only a part of the connections between the hardware blocks in the figure is shown in order to avoid the confusion of the drawings.
[0049]
FIG. 3 shows a schematic operation of the suspend / resume process in the computer apparatus shown in FIG. 1 in the form of a flowchart.
[0050]
First, when the user turns off the power switch of the computer apparatus (step S1), the suspend process is started (step S2). In this embodiment, the suspend operation is activated by turning off the power switch. However, the user selects “Suspend processing” via the GUI (Graphical User Interface) screen of the operating system. Suspend may be activated using other system events, such as suspend processing being activated when it has been interrupted for a predetermined time or more, or when a low battery state is reached.
[0051]
In step S2, after the state of the computer apparatus is stored in the non-volatile storage device, the computer apparatus transitions to the hibernation state and cuts off the main power source such as a battery.
[0052]
During the hibernation period, it is determined whether or not the power switch is pressed again (or whether or not another event requiring resume from the hibernation state has occurred) (step S3). Regarding the activation of the resume process, other system events can be used, such as activation by a key input to the keyboard or a mouse operation.
[0053]
And when a power switch is not pushed, a power supply stop state is continued. That is, the computer apparatus continues to be in a power stop state until the power switch is pressed, and resume processing is started when the power switch is pressed (step S4). By the resume process, the computer apparatus returns to the state before the power switch is pressed.
[0054]
In step S4, the state of the computer apparatus is restored, processing before suspension (immediately before suspend processing) is resumed, and a series of processing relating to suspend / resume is completed.
[0055]
Next, details of the suspend process and the resume process according to the present invention will be described.
[0056]
Embodiments of the hibernation operation according to the present invention can be broadly classified into forms that can be applied only when the virtual memory system is employed and forms that can be applied even when the virtual memory system is not employed.
[0057]
Virtual memory system allocates logical addresses (virtual addresses) to external storage devices such as hard disks, and treats them as if they are part of physical memory space. A logically large address space can be realized with the physical memory capacity.
[0058]
In a virtual memory system, generally, a virtual address space is managed by dividing it into units called “pages”. When the program is executed or data is accessed, pages are saved to the hard disk (page out) or restored from the hard disk to the memory (page in). In order to grasp the relationship between the logical address and the physical address in units of pages, a page table that is a correspondence table of each address space is prepared. Some page table entries are held in a memory management unit (MMU) (not shown) in the CPU 11 as a TLB (Table Lookup Block).
[0059]
On a computer apparatus to which a virtual memory system is applied, saving and restoring system state information in suspend and resume processing can be realized in parallel with a paging operation in a virtual address space. First, a first embodiment of the present invention to which a virtual memory system is applied will be described.
[0060]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation procedure of the suspend process when the computer apparatus applies the virtual memory system. FIG. 5 schematically shows the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer apparatus immediately before the suspend process in this case.
[0061]
As shown in FIG. 5, in a normal operation state, a plurality of application programs AP1, AP2, AP3 and data D1, D2 are arranged (expanded) on the main storage device 102 and executed by the CPU 101. In FIG. 5, an operating system on the main storage device 102 and images of programs and data in the secondary storage device 105 are omitted.
[0062]
In order to bring the computer device from the storage space state shown in FIG. 5 to the suspended state, it is necessary to appropriately save programs and data necessary for resuming the task from the same time point by resume to the nonvolatile storage device. . The nonvolatile storage device referred to here corresponds to the nonvolatile storage unit 104 and the secondary storage device 105 in the main storage device 102. The procedure of such a suspend process will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0063]
When the suspend process is activated, the state of the device connected to the computer apparatus (hereinafter referred to as “system state information (ST)”) is saved on the main storage device 102 (step S11).
[0064]
The system status information here is the contents of the I / O register in each device on the bus 110, the memory image on the VRAM, and the like. These are data necessary for continuing the task, in other words, the data to be retained during the hibernation period.
[0065]
Next, a unique priority is given to each page on the main storage device 103 (step S12). The priority mentioned here means a priority that is required when the task is resumed by the subsequent resume process, in other words, a priority that should be placed in the nonvolatile storage unit 104 when the power is shut down by the suspend process.
[0066]
In the present embodiment, as an example of priority allocation, the priority in a LRU (Least Recently Used) algorithm (described later) used for paging management in a virtual memory system is given as it is. However, the above system state information is not under the control of the normal virtual memory system, but is the data that is essential for continuing the task, and therefore gives the highest priority (or in step S11). The data is directly saved in the nonvolatile storage unit 104). There are other ways of assigning priorities, but details of these methods will be given later.
[0067]
In step S13 to step S20, a page saving process is performed based on the priority determined in step S12. That is, the pages are preferentially saved in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device in order from the page with the highest priority.
[0068]
In step S <b> 13, it is determined whether or not the unreserved page having the highest priority exists in the volatile storage unit 103. When the highest priority among the unsaved pages exists in the volatile storage unit 103, the process proceeds to the next step S14. On the other hand, if the page to be saved already exists in the nonvolatile storage unit 104, it is only necessary to record that the page has been saved, and the process proceeds to step S17. Whether or not a page has been saved is determined by, for example, arranging a bitmap for determining whether or not each page is used as a saving area in the nonvolatile storage unit 104 and recording it in the corresponding bit position when the page is saved. This can be achieved.
[0069]
In step S14, the page having the lowest priority among the pages existing in the non-volatile storage unit 104 is swapped out to the secondary storage device 105, and the page area of the non-volatile storage unit 104 freed by this swap-out process In addition, the page with the highest priority among the unsaved pages is saved. If all the information on the main storage device 102 can be saved in the nonvolatile storage unit 104, the information is saved in an originally free area in the nonvolatile storage unit 104 without being swapped out to the secondary storage device 105. It is also possible to do.
[0070]
In step S15, a page table rewriting process is performed for the page saved in the nonvolatile storage unit 104 in the previous step S14.
[0071]
In a computer device that supports a virtual memory system, when accessing a program or data in a memory space during program execution, a physical address is usually obtained by searching a page table using a virtual address (described above). Since the physical address corresponding to the virtual address is changed from the volatile storage unit 103 to the nonvolatile storage unit 104 by the page saving operation in the previous step S14, this consistency must be taken in the page table. This is done by rewriting the corresponding page table entry.
[0072]
In step S16, the TLB entry corresponding to the page table entry rewritten in the previous step S15 is invalidated.
[0073]
The TLB corresponds to a cache of the page table, and here, the mapping between the virtual address and the physical address must be consistent. The processing in step S16 is a countermeasure when there is a program or data on the main storage device 102 that may be accessed before the power is turned off. For pages that are guaranteed not to be accessed until the power is turned off, the TLB entry invalidation process in step S16 can be omitted (the TLB itself is flushed (erased) when the power is turned off).
[0074]
In step S17, it is recorded that the saving of the page has been completed. As in the case of step S13, this recording may be performed using a bit map representing a page set of the nonvolatile storage unit 104 and the like, and may be recorded at the bit position where saving has been completed (stored in the nonvolatile storage unit 104). Prepared as part of system information)
[0075]
In step S18, it is determined that all unsaved pages have been saved. That is, it is determined whether all pages in the volatile storage unit 103 have been saved in the nonvolatile storage unit 104 (or the secondary storage device 105). If the evacuation of all pages has been completed, the process proceeds to step S21, and the suspend process is terminated. On the other hand, if an unsaved page exists, the process proceeds to the next step S19.
[0076]
In step S19, if there is a vacancy in the nonvolatile storage unit 104, the process returns to step S13, and the page saving process from the volatile storage unit 103 to the nonvolatile storage unit 104 is continued. On the other hand, if there is no more free space in the non-volatile storage unit 104, the process proceeds to the next step S20 in order to perform a save process to the secondary storage device 105.
[0077]
In step S <b> 20, the unsaved (that is, low priority) pages remaining in the volatile storage unit 103 are swapped out to the secondary storage device 105 instead of the nonvolatile storage unit 104. With the above processing, the page save processing on the main storage device 102 is completed, and data necessary for task restart is secured.
[0078]
In step S 20, the pages that could not be saved in the nonvolatile storage unit 104 are swapped out to the secondary storage device 105. After the swap-out for all unsaved pages is completed, the process proceeds to the next step S21, the computer apparatus is turned off, and the suspend process is terminated.
[0079]
FIG. 6 schematically shows the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer device when the suspend process is completed. In the state shown in the figure, the computer apparatus stops until the user performs a return operation (for example, presses the power switch of the computer apparatus).
[0080]
In the example illustrated in FIG. 6, the program AP1 and data D1 and the system state ST that have been arranged in the volatile storage unit 103 are saved in the nonvolatile storage unit 104. Further, the low-priority program AP2 and data D2 are saved in the secondary storage device 105 because the save area of the non-volatile storage unit 104 is filled with higher-priority programs and data. . In addition, the program AP3 and data D2 originally arranged in the nonvolatile storage unit 104 are saved in the secondary storage device 105 in order to provide a save area for programs and data with high priority.
[0081]
The priority mentioned here means a priority required when a task is resumed by a subsequent resume process. By arranging the save destination of the program and data as shown in FIG. 6, when the resume process is started, the return process is performed based on the information stored in the nonvolatile storage unit 104, and the suspended process Task processing is resumed as it is.
[0082]
The computer apparatus in the suspended state starts the resume process by a user's switch pressing operation or the like. FIG. 7 is a flowchart showing the operation procedure of the resume process when the computer apparatus applies the virtual memory system.
[0083]
First, when the resume process is started, a device restoration process or the like is performed using information saved in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 (step S31).
[0084]
The device restoration process is performed by writing back the I / O register value of each device and the VRAM memory image stored as system state information in the nonvolatile storage unit 104 to their original locations.
[0085]
Next, the resume process is terminated by resuming the task suspended by the suspend process using the information on the nonvolatile storage unit 104 (step S32).
[0086]
Pages swapped out to the secondary storage device 105 in the suspend process are appropriately placed on the main storage device 103 when needed after the resume process. However, the page group swapped out to the secondary storage device 105 is information that has not been accessed recently just before the suspend process. For this reason, for example, compared to the capacity of the non-volatile storage unit 704, there is a possibility that a large number of swap-in processes may occur immediately after the resume process unless a large application software or data file is used. It can be said that there are few.
[0087]
FIG. 8 shows an arrangement state of stored contents when a series of resume processing is completed from the state shown in FIG. This is almost the same as in FIG. 6, but the internal state of the system is different, for example, the device state information on the nonvolatile storage unit 104 has been restored.
[0088]
In the existing computer device, all the information on the main storage device 102 is stored only in the secondary storage device at the time of suspension. In contrast, in the present embodiment, information to be stored is stored in the nonvolatile storage unit 104 based on the priority determined in step S12, and information that cannot be stored in the nonvolatile storage unit 103 is secondarily stored. The difference is that the data is stored in the storage device 105.
[0089]
FIG. 9 shows the state of page movement before suspend processing, after suspend processing, and after resume processing. The page that was in the volatile storage unit 103 of the main storage device 102 before the suspend process is moved to the nonvolatile storage unit 103 or the secondary storage device 105 of the main storage device 102 according to the priority. Further, the page arranged in the nonvolatile storage unit 103 of the main storage device remains in the nonvolatile storage unit 103 of the main storage device 102 or moves to the secondary storage device 105 depending on the priority. In this way, during the suspend process, the amount of information to be saved to the slower secondary storage device 105 is reduced, so that a save process that is faster than the existing suspend process can be realized.
[0090]
When the resume process is activated, the return process is performed based on the information stored in the nonvolatile storage unit 104, and the suspended task process is resumed. In the conventional resume process, it is necessary to wait until the information saved in the low-speed secondary storage device is transferred to the main storage device. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the resume process can be performed only with the information on the nonvolatile storage unit 104 of the high-speed main storage device in the resume process. Dramatically shortened.
[0091]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the time required for the suspend process and the resume process is reduced by introducing the concept of the priority of saving to the nonvolatile storage unit of the main storage device in the virtual memory system. Can be achieved. In particular, since the resume process is simplified, the resume process can be significantly faster than the conventional technique.
[0092]
Next, a second embodiment of the present invention that can be adopted even when the virtual memory system is not applied will be described.
[0093]
FIG. 10 is a flowchart showing the operation procedure of the suspend process when the computer apparatus does not apply the virtual memory system. FIG. 11 schematically shows the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer apparatus immediately before the suspend process in this case.
[0094]
As shown in FIG. 11, in a normal operation state, a plurality of application programs AP1, AP2, AP3 and data D1, D2 are arranged (expanded) on the main storage device 102 and executed by the CPU 101. In FIG. 11, an operating system on the main storage device 102 and images of programs and data in the secondary storage device 105 are omitted.
[0095]
In order to bring the computer apparatus from the storage space state shown in FIG. 11 to the suspended state, it is necessary to appropriately save programs and data necessary for resuming the task from the same time point by resume to the nonvolatile storage device. . The nonvolatile storage device referred to here corresponds to the nonvolatile storage unit 104 and the secondary storage device 105 in the main storage device 102. The procedure of such a suspend process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, it is assumed that each program and data occupies a continuous area on the main storage device 102 or the secondary storage device 105, but the case where a non-continuous area is occupied can be easily expanded. be able to.
[0096]
First, when the suspend process is started, an identification process of information to be stored by the system is performed (step S41).
[0097]
Information on the main storage device 102 is managed by the operating system, and this management information is utilized. Specifically, it is information related to a system such as an operating system, and information related to programs and data being executed on the main storage device 102. In addition to this, system state information (described above) regarding the input / output devices connected to the computer apparatus is also a target of information to be stored.
[0098]
Next, a priority is given to each piece of information identified in the previous step S41 based on whether it is required immediately after the resume process is started and the task is resumed (step S42).
[0099]
The method of giving priority will be described in detail later. However, the highest priority is given in advance to information (such as an operating system) necessary for the system to resume the task.
[0100]
In the present embodiment, a data structure for managing the priority, the original storage location, and the save destination location for each piece of information to be saved is prepared in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102. FIG. 12 shows a configuration example of this data structure. In the illustrated data structure, each information is uniquely indicated by an ID, and each information entry is a field for storing “priority”, “save source position”, “save destination position”, and “size”. have. The “save source position” stores the start address of each information to be saved before suspending, and the “save destination position” stores the storage location of each information to be saved after suspend (on the non-volatile storage unit 104) Address or head position on the secondary storage device 105) is stored. The “size” stores the size of each piece of information. “Return?” Is a return bit and is initialized with a flag indicating non-return during the suspend process.
[0101]
Next, based on the priority set in the previous step S42, the information to be saved is saved (step S43).
[0102]
Next, it is determined whether all information to be saved has been saved (step S44). If all the information can be saved (when all the information to be saved can be saved in the nonvolatile storage unit 104), the computer apparatus is turned off and the suspend process is terminated (step S7). If all the information to be saved has not been saved yet, the process proceeds to the next step S45.
[0103]
In step S45, the free capacity of the non-volatile storage unit 104 is determined. If a sufficient capacity remains in the nonvolatile storage unit 104, the process returns to step S43, and the above-described information saving process to the nonvolatile storage unit 104 is repeatedly executed. If sufficient capacity does not remain in the nonvolatile storage unit 104, the process proceeds to the next step S46.
[0104]
In step S <b> 46, all of the information to be saved that could not be saved in the nonvolatile storage unit 104 (that is, information with low priority) is saved in the secondary storage device 105.
[0105]
Then, the suspend process is terminated when the computer apparatus is powered off (step S47).
[0106]
FIG. 13 schematically shows the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer device when the suspend process is completed. In the state shown in the figure, the computer apparatus stops until the user performs a return operation (for example, presses the power switch of the computer apparatus).
[0107]
In the example illustrated in FIG. 13, the program AP1 and data D1 and the system state ST that have been arranged in the volatile storage unit 103 are saved in the nonvolatile storage unit 104. Further, the lower-priority program AP2 and data D2 are saved in the secondary storage device 105 because the save area of the non-volatile storage unit 104 is filled with higher-priority programs and data. Yes. Further, the program AP3 and the data D2 originally arranged in the nonvolatile storage unit 104 are saved in the secondary storage device 105 in order to provide a saving area for programs and data with high priority.
[0108]
The priority mentioned here means a priority required when a task is resumed by a subsequent resume process. By arranging the program and data save destinations as shown in FIG. 13, when the resume process is started, the return process is performed based on the information stored in the nonvolatile storage unit 104, and the suspended process is interrupted. Task processing is resumed as it is.
[0109]
The computer apparatus in the suspended state starts the resume process by a user's switch pressing operation or the like. FIG. 14 is a flowchart showing the operation procedure of the resume process when the computer apparatus does not apply the virtual memory system.
[0110]
First, when the resume process is activated, each information saved in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 is referred to as “location of save source” with reference to the corresponding information entry of the data structure shown in FIG. Is returned to the address indicated by "", and a "return bit" is set for the information for which the return has been completed (step S51).
[0111]
Next, the system is restarted using the information on the main storage device 102 (step S52).
[0112]
Here, it is determined whether all necessary information has been saved in the nonvolatile storage unit 104 (step S53). If all necessary information has been saved in the nonvolatile storage unit 104, the state of the computer apparatus has already been restored, and the subsequent task execution process can be performed, so the resume process ends. On the other hand, if it is determined that the restoration process has not been completed by only the information of the nonvolatile memory device, the process proceeds to the next step S54.
[0113]
In step S54, the system restarts using the information on the main storage device 102. On the other hand, as the background processing, the remaining storage information saved in the secondary storage device 105 is processed in the order of priority determined during the suspend processing. To read into the main memory 102. At this time, the return bit is set in the corresponding information entry of the data structure (see FIG. 12) for the information that has been returned.
[0114]
In step S55, a return process associated with the next step S54 is performed. In step S54 and step S55, the information being returned cannot be used until the return process is completed. That is, in order to use the same information, it is necessary to wait for the completion of the return process.
[0115]
In step S56, it is determined whether or not the restoration for all save information on the secondary storage device 105 has been completed. If this is completed, the resume process is completed. If it is not completed yet, the process returns to step S54, and the return process is continued in the background of the resumed task execution.
[0116]
FIG. 15 shows the arrangement of stored contents when a series of resume processing is completed from the state shown in FIG. This is almost the same as in FIG. 13, but the internal state of the system is different, for example, the state information of the device on the nonvolatile storage unit 104 has been restored.
[0117]
In the computer apparatus according to the present embodiment, when the resume process is activated, the computer AP returns the state of the computer apparatus based on the information stored in the nonvolatile storage unit 104 and the program AP1 stored in the nonvolatile storage unit 104 And data D1 are executed. Thus, when the program on the non-volatile storage unit 104 is executed, the computer device user is given the effect of returning the computer device to the normal operation state.
[0118]
As in the case of the first embodiment, in the second embodiment of the present invention, the information to be stored is stored in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 based on the priority determined in step S42. The information is different from the conventional suspend process in that information that could not be stored in the nonvolatile storage unit 104 is stored in the secondary storage device 105.
[0119]
Here, FIG. 16 shows a state of information movement before suspend processing, after suspend processing, and after resume processing. Information in the volatile storage unit 103 of the main storage device 102 before the suspend process is moved to the nonvolatile storage unit 104 or the secondary storage device 105 of the main storage device 102 according to the priority. Further, the information stored in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 remains in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 or moves to the secondary storage device 105 depending on the priority. In this way, since the amount of information to be saved to the low-speed secondary storage device 105 is reduced, it is possible to realize a save process that is faster than the existing suspend process. In addition, since the processing of the computer apparatus is resumed without waiting for the transfer processing from the low-speed secondary storage device 105, the user's time required for experiencing the sensation can be significantly shortened compared to the existing resume processing.
[0120]
As described above, in the second embodiment of the present invention, the suspend process and the resume process are performed by effectively using the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 based on the priority according to the degree of necessity at the time of task restart. A reduction in required time can be achieved. Further, unlike the first embodiment described above, the present invention can also be applied to an environment that does not support a virtual memory system (for example, a device in which an MMU is not mounted on a CPU, such as an embedded application). .
[0121]
Next, three means for prioritizing information to be saved during the suspend process will be described. These prioritizing means can be applied to both the first and second embodiments of the present invention described above.
[0122]
The first prioritization means is a method using a virtual memory system provided in the operating system. However, when applied in the second embodiment, it can be applied only to an environment that supports a virtual memory system (in an environment that does not support a virtual memory system, the second prioritization means described later) Or a third prioritization means can be used). The virtual memory system is a mechanism for handling programs and data that require more memory than the capacity of the main memory installed in the computer.
[0123]
FIG. 17 schematically shows the configuration of the virtual memory system. The capacity of the physical memory, that is, the main storage device 102 is about several tens to several hundreds megabytes, for example. On the other hand, the virtual memory is 4 gigabytes (= 2 for a 32-bit architecture, for example). ³² ) A vast address space. Naturally, only a small part of the virtual address exists on the physical memory, and other data is saved on the hard disk.
[0124]
When realizing a virtual memory system, it is not efficient to save the contents of a memory related to a task to the hard disk or restore from the hard disk each time the task is switched. Therefore, the virtual address space is finely divided in units called “pages”, and the logical address space and physical address space are mapped in units of pages. By managing in page units, multiple task pages are always placed on the physical memory, and when tasks are switched, pages are saved (page out) or restored (page in) to the hard disk. It does not happen frequently. Access to the virtual memory is performed in the form of referring to a page address in the virtual address space. In the virtual memory system, a page table is prepared in order to grasp the relationship between logical addresses and physical addresses in units of pages.
[0125]
In page replacement processing such as page-out and page-in in a virtual memory system, an algorithm for replacing an LRU (Least Recently Used), that is, a page on a main storage device that has been least referenced recently, and its approximation algorithm are widely used. ing. In order to realize this LRU algorithm, the operating system manages access time information for each page on the main memory. In the present invention, such page management information in the virtual memory system is utilized, and prioritization is performed such that higher priorities are given in order from recently accessed pages.
[0126]
As already described, the page management information in the virtual memory system can be directly used for the first embodiment. On the other hand, when this page management information is used in the second embodiment, a method for converting the priority to a program and data unit instead of a page unit is required. As a method of giving such priority, for example, (1) paying attention to the highest priority of the page held by the program and data, a method of giving higher priority in descending order of priority, (2) program In addition, a method of giving a higher priority in descending order of the average of the top several priorities of pages held by data may be considered.
[0127]
The second prioritization means is a method of utilizing information related to “recent idle time of a running program” managed in a general operating system for prioritization. That is, a process with a low idle time (recently executed process) is given a higher priority in order, and a process with a longer idle time (a process not executed recently) is given a lower priority.
[0128]
Here, in order to give a unique priority among the processes, for example, between the processes having the same idle time, the magnitude of the priority is determined based on the magnitude relation of the process ID managed by the system. Good. Also, the priority for data (such as a file used by an application) is made to conform to the priority of the process having the highest priority among the processes using the data. When one process uses a plurality of data, the size may be determined by an ID or the like as in the case of the process. In the second embodiment, by giving unique priority to programs and data, information regarding idle time can be used as it is for prioritization.
[0129]
On the other hand, in the first embodiment, the information regarding the idle time can be applied to prioritization by converting the priority given to the program or data into the priority of the page unit. That is, conversion is performed such that a higher priority is given to a page belonging to a program or data having a higher priority. In general, a plurality of pages belong to a program or data. To give a unique priority among them, there is a method of applying the priority in the aforementioned LRU algorithm.
[0130]
The third prioritization means is a method of reflecting the definition from the user in prioritization. That is, the priority of a program or data that the user wants to remain in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102 is designated in advance, and the program or data is saved in consideration of the priority at the time of suspension. As a method for the user to define the priority, for example, (1) a method in which the user edits a priority list before suspending and giving to the system, and (2) a method in which the system asks the user for the priority immediately before suspending. , Etc.
[0131]
Here, the user does not always give priority to all programs and data. In this case, it is possible to apply a method in which the system automatically assigns priorities to programs and data for which the user has not given priorities. That is, after the information to be saved with the lowest priority in the priority list given by the user, a list automatically prioritized by the system is added to the remaining information to be saved, and all information to be saved Create a priority list for. As a method for automatically prioritizing the system, for example, the first and second prioritizing means described above can be applied.
[0132]
In addition, when it is troublesome for the user to give priority to the program or data, a method may be considered in which the user gives the system a candidate for the program or data that is desired to remain in the nonvolatile storage unit 104 of the main storage device 102. It is done. In this case, first, the system automatically gives priority to the candidate list given by the user. After that, the system automatically prioritizes the remaining information to be saved, and the prioritization result for the remaining information to be saved (non-candidate) is added to the prioritized result for the candidate list. In addition, a priority list for all information is created. Also in this method, the above-described first and second prioritization means can be applied as a method in which the system automatically prioritizes.
[0133]
The third prioritizing means can be directly applied to the second embodiment. In addition, it is also possible to apply to the first embodiment by using a method of converting the priority of a program or data into a priority of a page unit by the second prioritizing means.
[0134]
Next, a description will be given of means for dealing with a case where non-returned information is called during the return process during the resume process.
[0135]
In the second embodiment, at the time of the resume process, the suspended task is resumed by using the program and data on the main storage device 102 and is saved in the secondary storage device 105 in the background of task execution. Processing to restore the program and data to the original location is performed. Here, when unrecovered information is called by the task in the background process, the means can be used.
[0136]
Assume that a program or data that has not yet been restored to the main storage device 102 is required during the resume process. For example, assume that the user wants to execute a program that has not been returned to the main storage device 102 during the resume process. In this case, the transfer of the currently restored information is interrupted, the information currently required by the user is preferentially transferred to the main storage device 102, and the interrupted transfer process is resumed after the transfer process is completed. If the method is performed, user operability can be improved.
[0137]
Also in the case where information that the user currently needs is restored with priority, the data structure as shown in FIG. 12 is referred to. FIG. 18 shows a processing procedure in a form of a flowchart for dealing with a case where non-returned information is called during the return process during the resume process.
[0138]
First, for a program or data that interrupts the return process in the middle, information about the interruption location is stored in the data structure shown in FIG. 12 (step S61). Here, the position on the secondary storage device 105 at the time of interruption is set to “save destination position”, the position on the main storage device 102 at the time of interruption is set to “position of save source”, and the remaining transfer amount at the time of interruption is set. Record in "Size".
[0139]
Next, an interrupt return process list is generated on the main storage device 102, and a return process of programs and data that must be immediately returned is added to the end of the list (step S62).
[0140]
Then, processing is started in order from the top of the interrupt return processing list (step S63).
[0141]
If a new interrupt return process occurs (step S64), the process returns to step S62, and the new interrupt return process is added to the end of the interrupt return process list. In step S63, since the interrupt return process that is currently being executed is selected again, the subsequent process is continued.
[0142]
On the other hand, if a new interrupt return process does not occur, the process proceeds to the next step S65, and it is determined whether or not the currently executed return process is completed. If the return process has not been completed, the process returns to step S63, and the currently executed return process is resumed.
[0143]
Next, it is determined whether or not the currently executing return process is completed (step S65). If it is determined that the return process has been completed, the process proceeds to the next step S66.
[0144]
In step S66, the first process in the interrupt return process list (interrupt return process performed immediately before) is removed.
[0145]
Next, it is determined whether or not the interrupt return processing list is empty (step S67). If the interrupt return process list is empty, it means that there is no emergency return process to be performed at this time, and the interrupt return process is terminated. Thereafter, the process returns to the restoration process of the highest priority information on the secondary storage device 105. If the interrupt return process list is not empty, the process returns to step S63 to continue the interrupt return process.
[0146]
In this way, by using a data structure called an interrupt return processing list, a plurality of interrupt return processes can be handled. Further, it is possible to cope with a case where the return process that has been executed immediately before the interrupt return process is urgently needed.
[0147]
Next, means for prohibiting access to information that has not been restored during the data restoration process from the secondary storage device 105 to the main storage device 102 will be described. This means can also be utilized in the resume processing from the suspend in the second embodiment.
[0148]
In a computer apparatus in which resume processing is continued in the background even after the system is restarted as in the second embodiment of the present invention, programs and data transferred to the main storage device 102 in the background are stored in the system. There must be a mechanism to prohibit this when the program calls it. This is because even if random information is written in the memory area that has not been restored, if such a call is allowed, it will be regarded as a part of the program or data being restored. This is because the called program may malfunction or run out of control.
[0149]
In order to solve such a problem, access permission can be determined using the data structure shown in FIG. FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure for prohibiting access to information that has not been restored during the resume processing.
[0150]
First, when there is access to information existing on the main storage device 102 before suspension, the corresponding information entry of the data structure shown in FIG. 12 is referred to and the return bit of the information is examined (step S71).
[0151]
If the return bit indicates “not restored”, the process proceeds to the next step S72, and the completion of the return is awaited. If “return” is indicated, the information already exists on the main storage device 102, so that the process proceeds to step S73 and access is permitted.
[0152]
In step S72, it waits for the information to be accessed to be restored on the main storage device 102. Then, when the information is returned to the main storage device 102, the process proceeds to the next step S73, and this information can be accessed.
[0153]
In step S73, the information to be accessed exists on the main storage device 102, so that it is accessed to perform a desired process.
[0154]
As described above, in the second embodiment, it is possible to cope with an access request for information that has not yet been restored during restoration of information from the secondary storage device 105 to the main storage device 102. .
[0155]
[Supplement]
The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention. That is, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the contents described in the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.
[0156]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the hibernation function that saves system state information to a nonvolatile storage device when the power is turned off, restores the saved state information when the power is turned on again, and resumes processing. An excellent information processing system, a control method thereof, and a computer program can be provided.
[0157]
According to the present invention, in the computer device, the time required for the save / restore process of the suspend / resume function is greatly reduced, and the user operability (especially, the waiting time for the save / restore process) in a portable terminal such as a notebook PC is reduced. It can be remarkably improved.
[0158]
Further, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption required for the save / restore process of the suspend / resume function, and particularly to improve the battery life in a portable terminal such as a notebook PC.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a hardware configuration of a computer apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an existing computer apparatus.
FIG. 3 is a flowchart showing a schematic operation of a suspend / resume process.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation procedure of a suspend process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer apparatus immediately before the suspend process.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer device when the suspend process is completed.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation procedure of a resume process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram schematically showing the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer device when the resume processing is completed.
FIG. 9 is a diagram showing a state of page movement before suspend processing, after suspend processing, and after resume processing.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation procedure of a suspend process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram schematically showing the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer apparatus immediately before the suspend process.
FIG. 12 is a diagram illustrating a data structure for managing the priority, the original storage location, and the save destination location for each piece of information to be saved.
FIG. 13 is a diagram schematically showing the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer device when the suspend process is completed.
FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation procedure of a resume process according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram schematically showing the storage contents of the main storage device 102 and the secondary storage device 105 in the computer device when the resume processing is completed.
FIG. 16 is a diagram showing how pages are moved before suspend processing, after suspend processing, and after resume processing;
FIG. 17 is a diagram schematically showing a configuration of a virtual memory system.
FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure for dealing with a case where non-returned information is called during a return process during a resume process.
FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure for prohibiting access to information that has not been restored during resume processing;
[Explanation of symbols]
101 ... CPU
102: Main storage device
103: Volatile memory unit
104: Nonvolatile storage unit
105 ... Secondary storage device
106: I / O device
110 ... Bus

Claims

An information processing apparatus of a type that holds information necessary for continuation of processing in a nonvolatile manner and then shuts off the power and resumes processing by using the information held in the nonvolatile manner when the power is turned on.
A main storage device including a volatile storage unit that holds information in a volatile manner and a nonvolatile storage unit that holds information in a nonvolatile manner;
Information saving means for saving information on the volatile storage unit necessary for continuation of processing being executed at the time of power-off to the nonvolatile storage unit;
A process resuming means for resuming a process interrupted by power-off using information held in the nonvolatile storage unit in the main storage device at power-on;
An information processing apparatus comprising:

A non-volatile secondary storage device;
The information saving unit saves information on the volatile storage unit to the nonvolatile storage unit in accordance with a predetermined priority, and information overflowing from the nonvolatile storage unit in the information saving operation is stored in the secondary storage device. To evacuate,
The information processing apparatus according to claim 1.

Prioritizing means for assigning priorities based on whether each information in the main storage device is required for resuming processing;
The information saving means stores the information on the main storage device that could not be stored in the non-volatile storage unit to the secondary storage device while storing the information in the non-volatile storage unit in order from the information with the highest priority.
The information processing apparatus according to claim 2.

The prioritizing means gives priority in order of recently accessed information;
The information processing apparatus according to claim 3.

The prioritizing means gives priorities in the order of information related to a process with a small recent idle time.
The information processing apparatus according to claim 3.

Means for converting a priority for the information area on the main storage device into a priority for an information unit significant to the user;
The information processing apparatus according to claim 3.

The prioritization means pays attention to an area having the highest priority among the areas on the main storage device held by the information unit, and gives the priority of the information area based on the priority of the area.
The information processing apparatus according to claim 6.

The prioritization means pays attention to a certain number in order from the highest priority among the areas on the main storage device held by the information unit, and based on the average value of the priority in the area Give information area priority,
The information processing apparatus according to claim 6.

The process restarting means restores the information saved in the secondary storage device on the main storage device according to priority;
The information processing apparatus according to claim 3.

In response to the occurrence of information necessary to continue the resumed process, the process resuming unit interrupts restoration of information according to priority and restores the necessary information on the main storage device. ,
The information processing apparatus according to claim 9.

Give priority to each one when multiple pieces of information necessary to continue the resumed process occur.
The information processing apparatus according to claim 10.

Storage spaces on the main storage device and the secondary storage device are managed based on a virtual storage mechanism, and information is saved and restored in accordance with a predetermined page unit when the power is turned off and on.
The information processing apparatus according to claim 2.

The information saving unit performs information saving processing on the volatile storage unit based on an LRU algorithm,
Information that has been page-missed during execution of the process resumed by the process resumer is paged in from the secondary storage device to the original location as appropriate.
The information processing apparatus according to claim 12.

A means for giving a unique priority by the user to an information unit significant to the user;
The information processing apparatus according to claim 3.

A first means by which a user gives priority to some information units;
A second means for automatically assigning priority to information units for which the user has not given priority;
Third means for giving a unique priority to all information units using the first and second means;
The information processing apparatus according to claim 14, further comprising:

A first means for giving a unique priority to the user with respect to an information unit significant to the user;
A second means for giving a unique priority to the area on the main storage device to which each information unit belongs;
A third means for giving a unique priority to all areas on the main memory using each of the above means;
The information processing apparatus according to claim 3, further comprising:

The first means includes means for giving a unique priority to a part of information units by a user and means for automatically giving a unique priority to an information unit for which the user has not given a priority. Prepare
The information processing apparatus according to claim 16.

A method of controlling an information processing apparatus of a type that holds information necessary for continuation of processing in a nonvolatile manner and then shuts off the power and resumes processing by using the information held in the nonvolatile manner when power is turned on.
The information processing apparatus includes a main storage device including a volatile storage unit that holds information in a volatile manner and a nonvolatile storage unit that holds information in a nonvolatile manner.
An information saving step for saving information on the volatile storage unit necessary for continuation of the processing being executed at the time of power-off to the nonvolatile storage unit;
A process resuming step of resuming a process interrupted by power-off using information stored in the nonvolatile storage unit in the main storage device when the power is turned on;
A method for controlling an information processing apparatus, comprising:

The information processing apparatus further includes a non-volatile secondary storage device,
In the information saving step, information on the volatile storage unit is saved to the nonvolatile storage unit according to a predetermined priority, and information overflowed from the nonvolatile storage unit in the information saving operation is stored in the secondary storage device. To evacuate,
The method for controlling an information processing apparatus according to claim 18.

A prioritizing step of assigning priorities to each information in the main storage device based on whether it is required to resume processing;
In the information saving step, the information on the main storage device that could not be stored in the nonvolatile storage unit is saved in the secondary storage device while being stored in the nonvolatile storage unit in order from the information with the highest priority.
The information processing apparatus control method according to claim 19.

In the prioritizing step, priorities are given in the order of recently accessed information.
21. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 20, wherein:

In the prioritizing step, priorities are given in the order of information related to the latest processing with a small idle time.
21. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 20, wherein:

Further converting the priority for the information area on the main storage device to the priority for the information unit significant to the user,
21. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 20, wherein:

In the prioritizing step, pay attention to the area having the highest priority among the areas on the main storage device held by the information unit, and give the priority of the information area based on the priority of the area;
24. The method of controlling an information processing apparatus according to claim 23.

In the prioritizing step, pay attention to a certain number in order from the highest priority among the areas on the main storage device held by the information unit, and based on the average value of the priority in the area Give information area priority,
24. The method of controlling an information processing apparatus according to claim 23.

In the process resuming step, the information saved in the secondary storage device is restored on the main storage device according to the priority,
21. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 20, wherein:

In the process resuming step, in response to occurrence of information necessary for continuing the resumed process, the restoration of the information according to the priority is interrupted, and the necessary information is restored on the main storage device. ,
27. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 26.

Give priority to each one when multiple pieces of information necessary to continue the resumed process occur.
28. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 27.

Storage spaces on the main storage device and the secondary storage device are managed based on a virtual storage mechanism, and information is saved and restored in accordance with a predetermined page unit when the power is turned off and on.
The information processing apparatus control method according to claim 19.

In the information saving step, information saving processing on the volatile storage unit is performed based on an LRU algorithm,
Information that is page-missed during execution of the process resumed in the process resume step is paged in from the secondary storage device to the original location as appropriate.
30. A method of controlling an information processing apparatus according to claim 29.

Further comprising the step of giving the user a unique priority for an information unit significant to the user,
21. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 20, wherein:

A first step in which a user gives priority to some information units;
A second step of automatically assigning priority to information units for which the user has not given priority;
A third step of providing a unique priority for all information units by prior Symbol first and second steps,
The information processing apparatus control method according to claim 31, further comprising:

A first step in which the user himself gives a unique priority to an information unit significant to the user;
A second step of giving a unique priority to an area on the main storage device to which each information unit belongs;
A third step of giving a unique priority to all areas on the main memory using each of the above steps;
The information processing apparatus control method according to claim 20, further comprising:

The first step includes a step in which a user gives a unique priority to a part of information units, and a step in which a unique priority is automatically given to information units to which the user has not given a priority. Prepare
34. A method for controlling an information processing apparatus according to claim 33.

Computer-readable so that information necessary for continuation of processing is held in a nonvolatile manner and then the power is shut off and processing for restarting the processing using the information held in the nonvolatile manner when the power is turned on is executed on the computer A computer program written in a format,
The main storage device includes a volatile storage unit that holds information in a volatile manner and a nonvolatile storage unit that holds information in a nonvolatile manner.
An information saving step for saving information on the volatile storage unit necessary for continuation of the processing being executed at the time of power-off to the nonvolatile storage unit;
A process resuming step of resuming a process interrupted by power-off using information stored in the nonvolatile storage unit in the main storage device when the power is turned on;
A computer program characterized by comprising: