DE60003676T2

DE60003676T2 - Rückforderung von speicher aus gelöschten applikationen

Info

Publication number: DE60003676T2
Application number: DE60003676T
Authority: DE
Inventors: Pehrson Deloy BITNER; Kim Clohessy; Mikael Orn
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: CN1345427A; DE60003676D1; AU3310800A; HUP0200563A2; IL144733A0; TW436790B; JP3683814B2; ES2199791T3; CA2267484A1; JP2002540525A; EP1177502A1; WO2000058838A1; IL144733A; CN1244054C; ATE244418T1; CZ20013477A3; PL351506A1; CA2267484C; EP1177502B1; US6581133B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Speicherverwaltung in Computersystemen mit segmentierten Speichern wie beispielsweise integrierten Einheiten und stellt insbesondere ein System zur sicheren Rückgewinnung von Speichervolumen und zur kompakten Neuordnung der verbleibenden Applikationen in löschbaren nichtflüchtigen „Flash"-Speichern bereit.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Patentanmeldung eignet sich insbesondere zum Einsatz in integrierten Systemen mit beschränkten Speicherressourcen, jedoch kann sie in jeder Umgebung eingesetzt werden, bei der Applikationen von einem Rechner entfernt werden können und die übrigen in dem Speicher gespeicherten Applikationen komprimiert werden sollen, um möglichst viel zusammenhängendes freies Speichervolumen für neue Applikationen zur Verfügung zu stellen.
Bei integrierten Systemen kann das gesamte Speichervolumen in der Größenordnung von 1 bis 4 Megabyte betragen. Im Idealfall sollte die Hälfte des Systemspeichers auf Nur-Lese-Speicher (Read-Only Memory, ROM) zum Speichern von Applikationen und Daten entfallen, die zwischen den Sitzungen erhalten bleiben sollen. Applikationen können der Reihe nach so lange geladen werden, bis die Speicherkapazität des Systems an ihre Grenzen stößt.
Die Ausführungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf „Flash"-Speicher. Technisch stellt ein Flash-Speicher einen nichtflüchtigen ROM dar, der gemäß dem aktuellen Stand der Technik jedoch im Allgemeinen in Blöcken zu je 64 kB auch gelöscht werden kann.
Insbesondere auf dem sich schnell entwickelnden Gebiet der drahtlosen Datenübertragung kann es erforderlich oder wünschenswert sein, vorhandene Applikationen in einer Einheit zu löschen, bevor eine neue Applikation heruntergeladen werden kann, und zwar entweder um für die neue(n) Applikation(en) entsprechenden Speicherplatz frei zu machen oder um der Inkompatibilität mit neueren Versionen einer Applikation vorzubeugen.
In WO94/20906 wird ein virtuelles Zuordnungssystem für Flash-Speicher offengelegt, dessen Aufgabe darin besteht, ein Verfahren zur Steuerung und Verwaltung des Zugriffs auf einen Flash-Speicher in der Weise bereitzustellen, dass das Betriebssystem des Computers den Flash-Speicher wie eine Datenspeichervorrichtung wahrnimmt, in der Daten aus Flash-Speicher-Plätzen gelesen und in sie geschrieben werden können.
In der Europäischen Patentanmeldung EP-0745939-A2 wird ein wiederholter Speicherreinigungsprozess für ein Dateisystem in einem Flash-Speicher offengelegt. Diese Offenlegung stellt ein Beispiel dar, bei dem keine virtuellen Speicherbereiche unterstützt werden.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFIuNDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Entfernen einer definierten Codefolge aus einem nichtflüchtigen Flash-Speicher nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Bei einer Ausführungsart betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung in einem nichtflüchtigen Speicher einer Einheit. Dieser Flash-Speicher ist dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere Speichersegmente aufweist, die zum Empfangen und Speichern von Codes und Daten einer Applikation eingerichtet sind. Vorzugsweise mindestens ein Speichersegment ist zur Benutzung während der Speicherkomprimierung reserviert und zum Empfangen von Codes und/oder Daten eingerichtet, die aus einem anderen Speichersegment des Nur-Lese-Speichers kopiert werden. Außerdem wird ein Mechanismus zum Korrigieren von Zeigern innerhalb des Codes bereitgestellt, damit diese den neuen Speicherplatz des Codes und/oder der Daten anzeigen, die aus einem anderen Speichersegment des Nur-Lese-Speichers kopiert wurden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Speichersteuereinheit für einen nichtflüchtigen Flash-Speicher mit mehreren Speichersegmenten nach Anspruch 5 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9 bereitgestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1, welche die 1A bis 1D umfasst, veranschaulicht schematisch das Entfernen und Komprimieren von Codes im Nur-Lese-Speicher (ROM) einer beschränkten Speichervorrichtung gemäß der Erfindung;
2 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zum Entfernen von Codes gemäß der Erfindung veranschaulicht; und
3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte der Speicherkomprimierung nach dem Entfernen der Codes gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
Wie in 1 (mit den 1A bis 1D) schematisch dargestellt, kann ein ROM 2 in einer beschränkten Speichervorrichtung wie zum Beispiel in einem Mobiltelefon üblicherweise 32 64-kB-Speichersegmentblöcke 4 mit einem Gesamtvolumen des Flash-Speichers in der Vorrichtung von 2 MB umfassen.
Bei der Realisierung der Erfindung in der bevorzugten Ausführungsart werden die Applikationen dem ROM beginnend vom unteren Speicher bis zum oberen Speicher zugewiesen.
In den 1A und 1B belegt eine doppelt schraffiert dargestellte Applikation 6 zweieinhalb Speichersegmentblöcke 4 des ROM 2. Die durch einfache Schraffur dargestellten Codes oder Daten 8 einer angrenzend gespeicherten Applikation nutzt ein Speichersegment gemeinsam mit dem ersten Teil der Applikation 6.
Wie oben beschrieben, können bei den in diesen Einheiten verwendeten Flash-Speichern nur ganze Speicherblöcke gelöscht werden. Deshalb muss der Speichermanager der Einheit den Code oder die Daten 8 der angrenzend gespeicherten Applikation abspeichern und an diesem Speicherplatz wiederherstellen, wenn der Benutzer die Applikation 6 löschen will.
Das wird dadurch erreicht, dass ein oder mehrere Reserve-Speicherblöcke freigehalten werden, um Speicherblöcke mit Codes oder Daten auszulagern, die in der Einheit verbleiben sollen. Bei der bevorzugten Ausführungsart reserviert der Speichermanager des „Flash"-Speichers für den Komprimierungsprozess einfach den (die) obersten Block (Blöcke). Bei dem in 1 gezeigten Beispiel kopiert der Speichermanager die Codes oder die Daten 8 in den Reserveblock 10 (1B). Es werden nur die Codes/Daten des zu löschenden Blocks kopiert; der obere Teil des Reserveblocks bleibt leer. Der den kopierten Code 10 enthaltende Reserveblock wird dann in den ursprünglichen Speicherblock 12 (1C) ausgelagert, und die Speicherblöcke mit den übrigen Codes/Daten der Applikation 6 können gefahrlos gelöscht werden (1D). Dieses Auslagern kann auf eine oder zwei Arten erfolgen: wenn eine Speicherverwaltungseinheit (Memory Management Unit, MMU) zur Unterstützung „virtueller" Speicherbereiche benutzt werden kann, werden die Zuordnunugen der MMU so geändert, dass der „neue" Block dieselbe Adresse wie der zu löschende Block benutzt. Der zu entfernende Block wird gelöscht und seine Speicherzuordnung auf die zuvor durch den Reserveblock benutzte Adresse umgestellt. Wenn keine MMU zur Verfügung steht, wird der Inhalt des „Reserve"-Blocks in den oberen Teil des ursprünglichen Blocks kopiert, nachdem dieser gelöscht worden ist.
Die Schritte dieses Prozesses sind in dem Flussdiagramm von 2 gezeigt. Wenn der Benutzer eine Applikation aus den Speicher löschen möchte, ermittelt der Speichermanager der Einheit im ROM den Anfangs- und den Endpunkt der Applikation (Block 20), um festzustellen, ob sich beide am Rand eines Speichersegments befinden (Blöcke 22, 24). Wenn dies der Fall ist, kann der Speichermanager gefahrlos alle Speichersegmentblöcke einfach löschen (Block 28), in denen die Applikation enthalten ist, und dann wie in 3 gezeigt den ROM komprimieren.
Wenn der Speichermanager gemäß 2 feststellt, dass sich ein Endpunkt einer Applikation innerhalb eines Speichersegmentblocks (Block 22 oder 24) befindet, ermittelt er anschließend, ob die Applikation an diesem Punkt einen Speichersegmentblock mit einem anderen Code gemeinsam nutzt (Block 26). Der „Flash-Manager" erfasst die Anfangs- und Endadressen jeder Applikation und kennt auch die Adressen jedes Speichersegmentblocks, sodass durch eine einfache Berechnung die Stellen festgestellt werden können, an denen sich die Applikation/Daten am Anfang/Ende der Speicherblöcke und anderer Applikationen befinden.
Wenn keine Codes/Daten einer anderen Applikation gefunden werden, kann die ursprüngliche Applikation gefahrlos gelöscht (Block 28) und zum Komprimieren des ROM übergegangen werden.
Wenn der Speichermanager feststellt, dass Daten oder Codes einer anderen Applikation gemeinsam mit einem Teil der ursprünglichen zu löschenden Applikation in demselben Block gespeichert sind (Block 26), werden diese Codes oder Daten mit Ausnahme des Codes der ursprünglichen Applikation in einen Reserve-Speichersegmentblock (Block 28) kopiert (d.h., der Reserve-Speichersegmentblock bleibt zum Teil leer).
Das Kopieren in den Reserve-Speichersegmentblock erfolgt so, dass die Einheit ihren Betrieb wieder aufnehmen kann, wenn sie im Verlauf einer Lösch-/Komprimierungsoperation des Speichers abgeschaltet wird. Bei der bevorzugten Ausführungsart dienen Marken und Markierungen zur Kennzeichnung des Status der Applikation während der Lade-, Lösch- und Komprimierungsfunktionen (Block 30).
Codes und Daten der anderen Applikation in dem Reserve-Speichersegmentblock werden dann wieder nach unten zurück zu der zu löschenden ursprünglichen Applikation ausgelagert (Block 34). Die zum Anzeigen einer laufenden Übertragung hinzugefügten Marken und Markierungen werden zurückgesetzt (Block 36), und die. den Rest der ursprünglichen Applikation enthaltenden Speichersegmentblöcke werden gelöscht (Block 38).
Nachdem die Applikation entfernt worden ist, muss ihr Speicher wieder verfügbar gemacht werden, indem er komprimiert wird bzw. indem die oberhalb befindlichen Applikationen nach unten in den leeren Speicherraum „rutschen". Dadurch wird im oberen Bereich des ROM so viel zusammenhängender freies Speichervolumen wie möglich geschaffen, in den neue Applikationen geladen werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung erfolgt die Komprimierung gemäß denselben Prinzipien wie beim Löschen einer Applikation, d.h., zum Übertragen des Inhalts teilweise gefüllter Speichersegmentblöcke werden Reserve-Speichersegmentblöcke verwendet, wie in 3 veranschaulicht ist.
Nach dem Entfernen der Applikation muss der Speicher komprimiert werden, um „Löcher" zu beseitigen. Hierdurch kann das maximal mögliche zusammenhängende freie Speichervolumen zum Herunterladen neuer Applikationen bereitgestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren zum Durchführen der Komprimierung unter Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist in 3 veranschaulicht.
Nach dem Entfernen der Applikation durchsucht der Speichermanager den Speicher, um zu ermitteln, ob sich oberhalb der durch Entfernen der Applikation geleerten Speicherblöcke weitere mit Daten oder Codes belegte Speicherblöcke befinden, d.h., ob durch das Entfernen der Applikation in dem belegten Speicher ein „Loch" verblieben ist (Block 40). Wenn dies nicht der Fall ist, hatte sich die entfernte Applikation ganz oben im belegten Speicherbereich befunden, sodass das Komprimieren nicht erforderlich ist.
Wenn sich oberhalb des freigegebenen Speichers aufgezeichnete Daten/Codes befinden, ermittelt der Speichermanager, ob sich unterhalb des freigegebenen Speichers ein teilweise oder ganz leerer Speicherblock befindet (Block 42).
Wenn der freigegebene Speicher aus ganzen Speicherblöcken besteht, erfolgt die Komprimierung einfach durch schrittweises Kopieren der Datenblöcke nach unten in den nächsten leeren Speicherblock (Block 44) und Anpassen der Marken und Markierungen der kopierten Daten oder Codes an den neuen Speicherplatz (Block 46).
Wenn nur ein Teilspeicher zur Verfügung steht, kopiert der Speichermanager die Daten/Codes aus dem Datenblock, füllt den Teilspeicherblock auf (Block 48) und passt die Marken und Markierungen für den kopierten Code an (Block 50).
In derselben Weise, wie oben unter Bezug auf 2 beschrieben wurde, werden die restlichen Daten/Codes aus dem Datenblock in einen Reserve-Speicherblock kopiert (Block 52) und die Marken und Markierungen an den Speicherplatz dieser Codes/Daten angepasst (Block 54). Dieser Reserve-Speicherblock wird in den freien zusammenhängenden Speicher ausgelagert, der dem bereits komprimierten Datenblock benachbart ist (Block 56), und die Marken und Markierungen der Daten/Codes des ausgelagerten Blocks werden angepasst (Block 58).
Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis alle Daten komprimiert worden sind (Block 40).
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsarten beschrieben worden ist, ist es klar, dass sie durch Änderungen, die dem Fachmann geläufig sind, auch auf andere Plattformen und Speicheranordnungen angewendet werden kann.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein Verfahren zum Entfernen von Codes (Applikationen und Daten) aus einem Nur-Lese-Speicher sowie zum Komprimieren der verbliebenen Codes bereitgestellt wird, wenn eine Applikation gelöscht wird oder wenn zum Speichern einer neuen Applikation nicht genügend Speicherplatz zur Verfügung steht. Zur Verwendung beim Komprimieren werden ein oder mehrere „Reserve"-Speichersegmente reserviert. Wenn ein Speichersegment gemeinsam durch den zu entfernenden Code und einen anderen nicht zu entfernenden Code genutzt wird, wird der andere Code in ein Reserve-Speichersegment kopiert und dann wieder zurück zu seinem ursprünglichen Speicherplatz ausgelagert. Dann kann der Code komprimiert werden, um die durch den gelöschten Code hinterlassenen „Löcher" zu beseitigen..

Claims

Verfahren zum Entfernen einer definierten Codefolge aus einem nichtflüchtigen Flash-Speicher mit mehreren Speichersegmenten und zum Komprimieren des nichtflüchtigen Speichers, wobei mindestens ein Speichersegment zur Verwendung während des Entfernens und des Komprimierens reserviert ist und das Verfahren Folgendes umfasst: Absuchen (26) der definierten Codefolge, ob diese in ein durch einen anderen Code gemeinsam genutztes Speichersegment hineinreicht (überlappt); Kopieren (30) des in dem überlappten Speichersegment befindlichen anderen Codes in das mindestens eine reservierte Speichersegment; Auslagern (34) des in dem reservierten Speichersegment befindlichen anderen Codes zurück in dessen ursprüngliches überlapptes Speichersegment; Löschen (38) aller Speichersegmente, die einen Teil der definierten Codefolge enthalten; gekennzeichnet durch Ermitteln (40), ob oberhalb der gelöschten Speichersegmente belegte Speichersegmente vorliegen; ferner, wenn dies festgestellt wurde, Ermitteln (42), ob unterhalb der gelöschten Speichersegmente ein teilweise leeres Speichersegment vorliegt; wenn dies festgestellt wurde, Kopieren (48) des Codes aus dem oberhalb der gelöschten Speichersegmente befindlichen Speichersegments in das teilweise leere Speichersegment, Kopieren (52) des restlichen Codes in das mindestens eine reservierte Speichersegment und Auslagern (56) des mindestens einen reservierten Speichersegments in den freien Speicher, der an die bereits komprimierten Daten angrenzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auslagerns (34) des reservierten Speichersegments zurück in das überlappte Speichersegment Folgendes umfasst: Löschen des durch einen anderen Code gemeinsam genutzten überlappten Speichersegments; und Kopieren des Inhalts des mindestens einen reservierten Speichersegments in das gelöschte Speichersegment.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Speichersegmente zum Empfangen von Daten zum Speichern von Daten von einem unteren Ende zu einem oberen Ende eingerichtet sind und wobei das mindestens eine Speichersegment am oberen Ende reserviert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches ferner Korrekturzeiger/-markierungen umfasst, um einen neuen Speicherplatz des aus einem anderen Speichersegment des nichtflüchtigen Speichers kopierten Codes zu bezeichnen.
Speicher-Controller für einen nichtflüchtigen Flashspeicher mit mehreren Speichersegmenten, wobei mindestens ein Speichersegment zur Verwendung während des Entfernens einer definierten Codefolge und während des Komprimierens des Speichers reserviert ist und der Speicher-Controller Folgendes umfasst: ein Mittel zum Absuchen (26) der definierten Codefolge, ob diese in ein durch einen anderen Code gemeinsam genutztes Speichersegment hineinreicht; ein Mittel zum Kopieren (30) des in dem überlappten Speichersegment befindlichen anderen Codes in das mindestens eine reservierte Speichersegment; ein Mittel zum Auslagern (34) des in dem reservierten Speichersegments befindlichen anderen Codes zurück in dessen ursprüngliches überlapptes Speichersegment; ein Mittel zum Löschen (38) aller Speichersegmente, die einen Teil der definierten Codefolge enthalten; gekennzeichnet durch ein Mittel zum Ermitteln (40), ob oberhalb der gelöschten Speichersegmente belegte Speichersegmente vorliegen; ein Mittel, um ferner zu ermitteln (42), wenn dies festgestellt wurde, ob unterhalb der gelöschten Speichersegmente ein teilweise leeres Speichersegment vorliegt; ein Mittel, zum Kopieren (48) des Codes, wenn dies festgestellt wurde, aus dem oberhalb der gelöschten Speichersegmente befindlichen Speichersegments in das teilweise leere Speichersegment und zum Kopieren (52) des restlichen Codes in das mindestens eine reservierte Speichersegment und zum Auslagern (56) des mindestens einen reservierten Speichersegments in den freien Speicher, der an die bereits komprimierten Daten angrenzt.
Speicher-Controller nach Anspruch 5, wobei das Mittel zum Auslagern (34) des reservierten Speichersegments zurück in das überlappte Speichersegment Folgendes umfasst: ein Mittel zum Löschen des durch einen anderen Code gemeinsam genutzten überlappten Speichersegments; und ein Mittel zum Kopieren des Inhalts des mindestens einen reservierten Speichersegments in das gelöschte Speichersegment.
Speicher-Controller nach den Ansprüchen 5 bis 6, wobei die mehreren Speichersegmente zum Empfangen von Daten für das Speichern von Daten von einem unteren Ende zu einem oberen Ende eingerichtet sind und wobei das mindestens eine Speichersegment am oberen Ende reserviert ist.
Speicher-Controller nach einem der Ansprüche 5 bis 7, der ferner ein Mittel für Korrektuxzeiger/-markierungen umfasst, um einen neuen Speicherplatz des aus einem anderen Speichersegment des nichtflüchtigen Speichers kopierten Codes zu bezeichnen.
Computerprogrammprodukt, das in einem für Computer geeigneten Medium gespeichert ist und ein computerlesbares Programmcodemittel umfasst, welches zum Ausführen aller Schritte eines der Verfahren der Ansprüche 1 bis 4 eingerichtet ist, wenn das Programm in einem Computer läuft.