JPH0528028A

JPH0528028A - メモリ管理方式

Info

Publication number: JPH0528028A
Application number: JP20391591A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyazawa; 沢康司宮
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-07-18
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のタスクに共用されるメモリのメモリ管
理方式において、必要とするエリアの取得を高速に行う
と共に、管理を効率的に行うこと。【構成】複数のタスクに共用されるメモリのメモリ管
理方式において、空きエリア内に要求エリアを取得する
際、上位アドレス側から取得してもよいし下位アドレス
側から取得してもよいと定める。そして、いずれを採用
するかは、取得した後にスキャベンジを行うと仮定し
て、そのスキャベンジでのデータ移動量が最小のものは
どれであるかで決める。そうすれば、仮に次にスキャベ
ンジをしなければならないといった事態になった場合、
データ移動量が最小であるからスキャベンジに要する時
間は短くて済み、メモリ管理に要する全体としての時間
は短くなる。また、エリアの取得要求があった場合、今
は使用中であるがもうじき解放されるという解放予告が
なされているエリアの広さをも考慮し、もし、そのエリ
アをも含めれば要求エリアの広さに達するという場合に
は、そのエリアの解放を待って取得せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タスクが要求するエリ
アを高速に取得すると共に、管理を効率的に行うことが
出来るメモリ管理方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子計算機システムのメモリ管理方式に
は、幾つかのタスクが１つのメモリを共用出来るように
管理する方式がある。このメモリ管理方式においては、
タスクから要求があった場合、必要とする広さのエリア
だけ割り当て、タスクが終了したら返還させる。このよ
うなメモリ管理方式は、例えば、イメージスキャナーか
ら読み取ったイメージを蓄積するビットマップメモリ
を、複数のタスクで共同して使うような場合に、用いら
れている。

【０００３】図２は、或る時点のメモリ状態と或るタス
クからの要求エリアとを示す図である。図２において、
Ｍはメモリ、Ｕは上位アドレス側、Ｄは下位アドレス
側、１〜８はメモリエリア、Ａは要求エリアである。図
２（イ）は、或る時点のメモリＭの使用状態を示してお
り、ドットを付したエリア１，２，４，５，７は、使用
エリアであり、付してないエリアは、空きエリアであ
る。

【０００４】図２（ロ）は、或るタスクから出された要
求エリアＡであるが、メモリＭが図２（イ）の状態にあ
る時点で要求エリアＡが出されると、要求エリアＡ以上
の広さの空きエリアがあるか否かを調べる。もし空きエ
リア６についてチェックした際、その広さが要求エリア
Ａ以上であることが判明すると、空きエリア６から要求
エリアＡ分だけ取って割り当てられる。通常、その取る
方向（取得方向）は、上位アドレス側Ｕから取るとか、
下位アドレス側Ｄから取るとかと、予め定められてい
る。

【０００５】図３は、要求エリアの取得の方向を示す図
である。符号は図２のものに対応し、６Ａは取得エリ
ア、６Ｂは残り空きエリアである。図３（イ）は、図２
（イ）の空きエリア６内に要求エリアＡを取得する際、
矢印で示すように下位アドレス側Ｄから取得した場合で
あり、図３（ロ）は、上位アドレス側Ｕから取得した場
合である。取得方向に応じて、空きエリア６から取得エ
リア６Ａを差し引いた残り空きエリア６Ｂの出来る位置
が、異なることになる。

【０００６】次に別のタスクからメモリエリアの取得要
求が出された場合も、同様の手順で割り当てられるが、
もし、単独の空きエリアで要求の広さのものがなけれ
ば、スキャベンジ（使用エリアおよび空きエリアを適宜
移動して、それぞれひとまとまりになるよう詰めなおす
こと）を行い、空きエリアをまとめて広くして割り当て
る。

【０００７】図４は、上位アドレス側および下位アドレ
ス側からスキャベンジを行ったメモリ状態を示す図であ
る。符号は、図３のものに対応している。従来、スキャ
ベンジを行う方向は、下位アドレス側から行うか、それ
とも上位アドレス側から行うかであり、いずれか一方で
行うように予め定められている（通常、下位アドレス側
から行うとしているものが多い）。図３では、両方の例
を示している。

【０００８】図４（イ）では、取得エリア６Ａを含め
て、使用エリア１，２，４，５，６Ａ，７を上位アドレ
ス側Ｕに詰めてまとめたものである。空きエリア３，６
Ｂ，８は、下位アドレス側Ｄにまとめられる。図４
（ロ）は、逆に使用エリアを下位アドレス側Ｄに詰めて
まとめたものである。スキャベンジは、使用エリア内の
データを、別のエリアに移動することによって行われ
る。

【０００９】空きエリアは、スキャベンジによって連続
した広いエリアとなるから、要求されている広さのエリ
アを割り当てることが出来る。それでも広さが足りなか
った場合には、割り当てることは出来ないとして、取得
失敗の信号を出して要求したタスクに知らせる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、前記した従来のメモリ管理方
式には、次のような問題点があった。第１の問題点は、
スキャベンジを予め定めた１つの方向でしか行わないの
で、スキャベンジの際のデータ移動量が多くなる場合も
あり、処理時間が長くなるという点である。第２の問題
点は、今は使用されているがもうじき解放されるエリア
があっても、現時点での空きエリアが所要広さなけれ
ば、割り当ててもらえず、改めて再度取得要求を出さな
ければならない（非効率）という点である。

【００１１】（問題点の説明）まず第１の問題点につい
て説明する。図３（イ）の状態のメモリＭをスキャベン
ジする際、図４（イ）のように上位アドレス側Ｕからス
キャベンジすると定めてあるメモリ管理方式では、使用
エリア１，２のデータは移動する必要がなく、使用エリ
ア４，５，６Ａ，７のデータを移動すればよい。しか
し、図４（ロ）のように下位アドレス側Ｄからスキャベ
ンジすると定めてあるメモリ管理方式では、全ての使用
エリアのデータを移動しなければならない。使用エリア
の分布は、さまざまに変化するから、定めてある方向に
スキャベンジした方がデータ移動量が少なくて済む場合
も勿論あるが、そうでない場合もどうしても出て来る。
従って、処理時間が長くなる。

【００１２】次に第２の問題点について説明する。もう
じき使用を終える使用エリアがあった場合には、解放予
告信号が出される。従って、現時点の空きエリアを合計
しただけでは足りなくても、解放予告されているエリア
を加えてやれば、要求の広さになることもある。しか
し、従来は現時点の空きエリアの広さが足りなければ、
タスクに拒否回答をしている。従って、タスクは、取得
要求の手続きを再度しなければならず、非効率である。

【００１３】本発明は、以上のような問題点を解決する
ことを課題とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、複数のタスクに共用されるメモリのメ
モリ管理方式において、空きエリアに要求エリアを下位
アドレス側から取得した第１の場合と上位アドレス側か
ら取得した第２の場合とを仮定し、それら各場合におい
て、メモリの最上位アドレスを基準位置としてスキャベ
ンジした時のデータ移動量と、最下位アドレスを基準位
置としてスキャベンジした時のデータ移動量とを算出
し、データ移動量が最小である取得の仕方で要求エリア
を取得することとした。

【００１５】また、複数のタスクに共用されるメモリの
メモリ管理方式において、メモリの最上位番地の次には
最下位番地がアクセスされるようなアドレス構成にする
と共に、空きエリアに要求エリアを下位アドレス側から
取得した第１の場合と上位アドレス側から取得した第２
の場合とを仮定し、それら各場合において、全ての使用
エリアブロックをスキャベンジの基準位置としてデータ
移動量を算出し、データ移動量が最小である取得の仕方
で要求エリアを取得させることとした。

【００１６】更に、複数のタスクに共用されるメモリの
メモリ管理方式において、空きエリアだけでは要求エリ
アを満たさない場合には、解放予告されている使用エリ
アをも空きエリアに含めて取得可能か否かを判断し、取
得可能であれば現実に解放されるのを待って取得せしめ
ることとした。

【００１７】

【作用】本発明では、複数のタスクに共用されるメ
モリのメモリ管理方式において、空きエリア内に要求エ
リアを取得する際、上位アドレス側から取得してもよい
し下位アドレス側から取得してもよいと定める。そし
て、いずれを採用するかは、取得した後にスキャベンジ
を行うと仮定して、そのスキャベンジでのデータ移動量
が最小のものはどれであるかで決める。その取得方法で
取得すれば、仮に次にスキャベンジをしなければならな
いといった事態になった場合、データ移動量が最小であ
るからスキャベンジに要する時間は短くて済み、メモリ
管理に要する全体としての時間は短くなる。

【００１８】なお、スキャベンジをする際の基準位置と
しては、メモリの最下位アドレスの位置と最上位アドレ
スの位置との２つの内のいずれかと決めるやり方をとっ
てもよいし、或いは、全ての使用エリアブロックのいず
れかの位置を基準位置と決めるやり方をとってもよい。

【００１９】また、エリアの取得要求があった場合、今
は使用中であるがもうじき解放されるという解放予告が
なされているエリアの広さをも考慮し、もし、そのエリ
アをも含めれば要求エリアの広さに達するという場合に
は、解放を待って取得せしめる。それにより、現実の空
きエリアが要求エリアの広さに満たない場合には、全て
取得を拒否して再度改めて取得の手続きをさせていた従
来に比べ、効率よく取得要求を処理することが可能とな
る。

【００２０】

【実施例】

（第１の実施例）この実施例では、空きエリアの中に要
求エリアを取得する際、上位アドレス側Ｕから（図３
（ロ）参照）でも下位アドレス側Ｄから（図３（イ）参
照）でもよいとすると共に、スキャベンジする方向も、
メモリの上位アドレス側Ｕと下位アドレス側Ｄのいずれ
の側であってもよいと定める。そして、空きエリアの中
に要求エリアＡを取得する際、次にスキャベンジを実行
すると仮定して、その時のデータ移動量が最小となるよ
うな方法を採用する。

【００２１】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を説明す
るフローチャートである。ステップ１…或るタスクから
エリアＡを要求されたら、要求の広さ以上の空きエリア
が、単独で存在しているか否かをチェックする。ステッ
プ２…無ければ、空きエリアの合計が、要求の広さ以上
であるか否かチェックする。ステップ３…合計しても無
ければ、エリアを要求したタスクへ、取得に失敗した旨
の信号を出す。

【００２２】ステップ４…もし、空きエリアを合計すれ
ば要求の広さ以上ある場合には、最も短時間で出来るや
り方でスキャベンジを行う。この実施例では、スキャベ
ンジは上位アドレス側Ｕか下位アドレス側Ｄかのいずれ
かにするが、データ移動量が少なくて済む（短時間で済
む）側にする。

【００２３】ステップ５…単独の空きエリアで要求の広
さ以上のものがあった場合と、スキャベンジして要求の
広さ以上の空きエリアがあった場合とに、このステップ
に来る。このステップからステップ９までは、空きエリ
アに対してどちら側から要求エリアＡを取った方が、そ
の後に行うスキャベンジでのデータ移動量が少なくて済
むかを検討するためのステップである。ここでは説明を
具体的にするための便宜上、図２の空きエリア６に要求
エリアＡを取る場合について説明する。

【００２４】ステップ５では、図３（イ）のように空き
エリア６の下位アドレス側Ｄから要求エリアＡを取った
と仮定して、図４（イ）のように上位アドレス側Ｕに使
用エリアを詰めるようスキャベンジした場合のデータ移
動量を算出する。ステップ６…図３（イ）のように空き
エリア６の下位アドレス側Ｄから要求エリアＡを取った
と仮定して、図４（ロ）のように下位アドレス側Ｄに使
用エリアを詰めるようスキャベンジした場合のデータ移
動量を算出する。

【００２５】ステップ７…図３（ロ）のように空きエリ
ア６の上位アドレス側Ｕから要求エリアＡを取ったと仮
定して、図４（イ）のように上位アドレス側Ｕに使用エ
リアを詰めるようスキャベンジした場合のデータ移動量
を算出する。ステップ８…図３（ロ）のように空きエリ
ア６の上位アドレス側Ｕから要求エリアＡを取ったと仮
定して、図４（ロ）のように下位アドレス側Ｄに使用エ
リアを詰めるようスキャベンジした場合のデータ移動量
を算出する。

【００２６】ステップ９…ステップ５〜８までで算出し
たデータ移動量の中で、最も少なかった場合の取り方
で、空きエリア６の中に要求エリアＡを取る。例えば、
ステップ５で算出したデータ移動量が最小であったな
ら、図３（イ）のやり方で要求エリアＡを取る。

【００２７】このように、第１の実施例では、もし次に
スキャベンジを行わなければならないとなったら、その
際のデータ移動量が最小（従って、スキャベンジに要す
る時間が最小）になる方法で要求エリアＡを取るので、
メモリ管理に要する全体としての時間は少なくなる。

【００２８】（第２の実施例）第２の実施例は、第１の
実施例を更に発展させたものである。第１の実施例で
は、スキャベンジをする際、使用エリアを詰める位置
（以下、「基準位置」という）は、最上位アドレスか最
下位アドレスかのいずれかの位置であった。それを第２
の実施例では、そのように固定的に決められた位置とし
ないで、使用エリアのかたまり（以下「使用エリアブロ
ック」という）の内のどれか１つの位置を、基準位置と
したものである。

【００２９】次に、スキャベンジの基準位置の決め方を
説明する。例えば、第１の実施例と同様、図２（イ）の
ような状態のメモリＭの空きエリア６に、要求エリアＡ
を取る場合について説明する。図３（イ）のように使用
エリア７に隣接して取るとすると、使用エリアブロック
は、使用エリア１，２からなる第１のブロックと、使用
エリア４，５からなる第２のブロックと、使用エリア６
Ｂ，７からなる第３のブロックとになる。

【００３０】次に、各ブロックを基準位置としてスキャ
ベンジしたと仮定し、それぞれデータ移動量を算出す
る。第１のブロックを基準位置としてスキャベンジした
場合は、図４（イ）の状態となり、第２のブロックを基
準位置としてスキャベンジした場合は、図５の状態とな
り、第３のブロックを基準位置としてスキャベンジした
場合は、図６の状態となる。使用エリアブロックがＮ個
あれば、Ｎ通りのデータ移動量が算出される。

【００３１】他方、要求エリアＡを図３（ロ）のように
使用エリア５に隣接して取るとした場合についても、同
様な演算をする。こちらでも、やはりＮ通りのデータ移
動量が算出されるから、合計２Ｎ通りのデータ移動量が
算出されることになる。それらを比較して、最小の値を
呈する場合を選択する。例えば、要求エリアＡを図３
（イ）のような取り方で取って、第２のブロック（使用
エリア４，５）を基準位置とした場合に、スキャベンジ
のデータ移動量が最小であった場合、要求エリアＡの取
り方は図３（イ）の取り方を採用する。そして、次にス
キャベンジする場合には、第２ブロック位置を基準位置
とする。

【００３２】なお、メモリＭのどのアドレスも、等しく
スキャベンジの基準位置となり得るという扱いをするの
に伴い、メモリ内のどのアドレスも対等の地位とする処
置を講じる必要がある（第１の実施例では、最下位アド
レスと最上位アドレスとは、前または後に続くアドレス
がないという意味において、格別の地位を占めるアドレ
スであった）。

【００３３】そこで、図８に示すように、メモリＭの最
上位アドレスの次のアドレスで指し示す番地は、最下位
アドレスで指し示す番地となるというようにして、リン
グ状に連続させる。なお、図８において、Ｍ₀〜Ｍ₃は
メモリＭの各番地であり、Ｍ₀は最下位アドレスで指し
示される番地、Ｍ₃は最上位アドレスで指し示される番
地である。

【００３４】図７は、最上位アドレスの次に最下位のア
ドレスにアクセスするようにするための一般的な構成で
ある。図７において、９はＣＰＵ（中央演算処理装
置）、１０はアドレスデコーダ、Ａ₀〜Ａ_n-1，Ａ_n+1
〜Ａ_mはアドレス信号、ＣＳはチップセレクト信号、Ｍ
はメモリである。アドレスデコーダ１０に入力されるア
ドレス信号の中から、Ａ_nビットの信号が省かれている
（デコードに際しては、Ａ_nを無視する。言い換えれ
ば、「０」でも「１」であっても関係ないという扱いを
する。）ことにより、Ａ₀〜Ａ_n-1の番地がリング状に
つながれる。次に、それを具体例で説明する。

【００３５】図９は、第２の実施例でのアドレス信号
と、アクセスする番地との関係を示す図である。Ａ₀と
Ａ₁とが、図７のＡ₀〜Ａ_n-1に相当し、Ａ₂が図７の
Ａ_nに相当し、Ａ₃が図７のＡ_n+1〜Ａ_mに相当する。
アドレスが、メモリＭの最上位の番地Ｍ₃を示す「００
１１」より、１つ進むと「０１００」となる。しかし、
Ａ₂の「１」は無視されるから、「０００」となる。こ
れは最下位アドレス「００００」の時にＡ₂の「０」が
無視された「０００」と同じであるから、結局、Ｍ₀番
地を指すことになる。かくして、リング状につながれ
る。

【００３６】（第３の実施例）第３の実施例は、もうす
ぐ使用が終了するという解放予告信号が出されている場
合、そのエリアをも考慮して、タスクへのエリア割り当
てを行おうとするものである。

【００３７】図１０に、本発明の第３の実施例を説明す
るフローチャートを示す。ステップ１…或るタスクから
エリアＡを要求されたら、要求の広さ以上の空きエリア
が、単独で存在しているか否かチェックする。

【００３８】ステップ２…存在していれば、その空きエ
リアの中に、上位アドレス側からとった方がいいのか下
位アドレス側から取った方がいいのかを検討して、有利
なとり方で取る。その検討は、要求エリアＡを取った後
でスキャベンジすると仮定して、データ移動量を算出し
てみることであり、それが最小のものを有利と判断す
る。スキャベンジは、第１実施例のように、上位アドレ
ス側Ｕと下位アドレス側Ｄの２つを基準位置として行う
と決めてやってもよいし、第２実施例のように、任意の
使用エリアブロックを基準位置として行うと決めてやっ
てもよい。

【００３９】ステップ３…単独の空きエリアでは要求エ
リアＡ以上の広さのものが存在しない場合には、空きエ
リアの合計が、要求エリアＡ以上あるか判断する。ステ
ップ４…合計しても要求エリアＡ以上なければ、もうじ
き使用を終了するという解放予告信号が出ている使用エ
リアがあるか否かチェックする。ステップ５…解放予告
信号が出ていなければ、要求エリアＡを取れる見込みが
ないので、取得失敗信号を出す。この場合には、後に再
度、取得要求を出さなければならない。

【００４０】ステップ６…解放予告信号が出ている場合
には、現に存在する空きエリアの合計と解放予告されて
いる使用エリアとの合計が、要求エリアＡ以上の広さ有
るか否かチェックする。例えば、図２（イ）において、
空きエリア３，６，８を合計しても足りないような広さ
のエリアを要求された場合、使用エリア４について解放
予告信号が出ていれば、空きエリア３，６，８に使用エ
リア４を加えた広さが、要求エリア以上の広さあるか否
かチェックする。なお、解放予告信号が複数出されてい
れば、それに対応する複数の使用エリアを加える。無け
れば暫く待ったとしても取得出来ないから、ステップ５
に進む。

【００４１】ステップ７…解放予告されている使用エリ
アが１つ解放されるまで待つ。ステップ８…解放されて
現実に空きエリアとなったエリアと、今までの空きエリ
アとを合計したエリアが、要求エリアの広さになったか
どうかチェックする。もし、未だその広さに達していな
ければ、達するまで待つため、再びステップ７に戻る。
待てば要求エリアの広さに達することは、ステップ６の
チェックで、保証されている。

【００４２】ステップ９…この段階では、空きエリアを
合計すれば要求エリアの広さ以上になっているから、ス
キャベンジをして連続した空きエリアを作り出す。その
スキャベンジの仕方は、最も短時間で出来るやり方で行
う。最も短時間で出来るやり方とは、データ移動量が最
小のやり方のことである。それは、ステップ２での検討
と同様にして、見つけ出すことが出来る。

【００４３】ステップ１０…前のステップで要求エリア
を取ることが出来る空きエリアが作り出されたから、そ
こに要求エリアを、下位アドレス側Ｄから取るか（図３
（イ）参照）、上位アドレス側Ｕから取るか（図３
（ロ）参照）して取る。その取り方は、ステップ２で検
討したのと同様に、次にスキャベンジすると仮定した場
合、最もデータ移動量がすくない取り方にする。以上の
ように、第３の実施例では、解放予告がされている使用
エリアをも考慮して、要求エリアの取得を行わせるの
で、エリアの取得要求を拒否して再度出させる回数が減
り、メモリ管理が効率的に行われる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のメモリ管理方
式によれば、スキャベンジが常に最小の時間で行われる
ので、メモリ管理を高速に行うことが出来る。また、解
放予告されている使用エリアをも考慮して、要求エリア
の取得を行わせた場合には、無駄な手続きを繰り返させ
ることがなくなるので、管理を効率よく行うことが出来
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を説明するフローチャー
ト

【図２】或る時点のメモリ状態と、或るタスクからの要
求エリアとを示す図

【図３】要求エリアの取得の方向を示す図

【図４】上位アドレス側および下位アドレス側からスキ
ャベンジを行ったメモリ状態を示す図

【図５】本発明の第２の実施例で検討するスキャベンジ
の仕方の１例を示す図

【図６】本発明の第２の実施例で検討するスキャベンジ
の仕方の１例を示す図

【図７】最上位アドレスの次に最下位のアドレスにアク
セスするようにするための一般的な構成

【図８】最上位アドレスの次に最下位のアドレスにアク
セスする状態を示す図

【図９】第２の実施例でのアドレス信号とアクセスする
番地との関係を示す図

【図１０】本発明の第３の実施例を説明するフローチャ
ート

【符号の説明】

１，２，４，５，７…使用エリア、３，６，８…空きエ
リア、９…ＣＰＵ、１０…アドレスデコーダ、６Ａ…取
得エリア、６Ｂ…残り空きエリア、Ａ…要求エリア、Ｍ
…メモリ、Ｕ…上位アドレス側、Ｄ…下位アドレス側、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のタスクに共用されるメモリのメモ
リ管理方式において、空きエリアに要求エリアを下位ア
ドレス側から取得した第１の場合と上位アドレス側から
取得した第２の場合とを仮定し、それら各場合におい
て、メモリの最上位アドレスを基準位置としてスキャベ
ンジした時のデータ移動量と、最下位アドレスを基準位
置としてスキャベンジした時のデータ移動量とを算出
し、データ移動量が最小である取得の仕方で要求エリア
を取得することを特徴とするメモリ管理方式。
【請求項２】複数のタスクに共用されるメモリのメモ
リ管理方式において、メモリの最上位番地の次には最下
位番地がアクセスされるようなアドレス構成にすると共
に、空きエリアに要求エリアを下位アドレス側から取得
した第１の場合と上位アドレス側から取得した第２の場
合とを仮定し、それら各場合において、全ての使用エリ
アブロックをスキャベンジの基準位置としてデータ移動
量を算出し、データ移動量が最小である取得の仕方で要
求エリアを取得することを特徴とするメモリ管理方式。
【請求項３】複数のタスクに共用されるメモリのメモ
リ管理方式において、空きエリアだけでは要求エリアを
満たさない場合には、解放予告されている使用エリアを
も空きエリアに含めて取得可能か否かを判断し、取得可
能であれば現実に解放されるのを待って取得せしめるこ
とを特徴とするメモリ管理方式。