JPH0793192A - ファイル管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ファイル領域確保が高速で行えると共に、ファ
イルのエクステント数の増加を抑えてファイル入出力速
度が低下するのを防止できるようにする。 【構成】新規ファイルの作成に伴う領域確保要求の場
合、ポインタの指す領域管理ビットマップ上の空き領域
検索開始位置より空き領域の検索を行って必要領域を確
保し（ステップＳ２）、その確保領域から一定サイズだ
けスキップした位置を検索開始位置とするようポインタ
を更新する（ステップＳ３）。一方、既存ファイルの拡
張に伴う領域確保要求の場合で、そのファイルの直後に
空きがないなら、ステップＳ２，Ｓ３を実行し、空きが
あるなら、その空き領域から必要領域を確保する（ステ
ップＳ５）。もし、要求サイズ分確保できなかったな
ら、ステップＳ２を実行して残りの要求サイズ分を確保
し、要求サイズ分確保できたなら、その確保領域が検索
開始位置を越えた場合だけステップＳ３を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置な
どの外部記憶装置により提供される論理ボリュームの所
定領域を一定サイズの割当単位領域に分割し、この各単
位領域の空きの有無を領域管理マップにより管理するフ
ァイル管理機構を備えたオペレーションシステムに適用
されるファイル管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファイル管理機構による論理ボリ
ュームの領域管理では、領域を管理している領域管理マ
ップ（領域管理ビットマップ）を先頭から検索するか、
或いは管理領域を複数に分割し、それぞれの空き領域の
数を管理している空き領域管理テーブルを参照すること
で決定される検索開始位置から検索することにより、最
初に存在していた（最初に検出された）空き領域をファ
イルデータ領域などに割当てるのが一般的であった。

【０００３】この従来の領域割当て技術では、或るファ
イルが割当てられている領域の直後に別のファイルが割
当てられる確率が高く、したがって、ファイルの拡張を
行った場合、そのファイルが割当てられた領域が分散
し、エクステント数が増える可能性が高かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の領域割
当て技術（ファイル管理技術）では、領域管理マップを
先頭から検索するか、或いは空き領域管理テーブルを参
照することで決定される検索開始位置から検索すること
により、最初に検出された空き領域をファイルデータ領
域などに割当てるようにしていたため、ファイルの拡張
を行った場合には、エクステント数が増加する可能性が
高く、このエクステント数の増加によるファイル入出力
処理の速度の低下と、エクステント情報の増加による資
源の無駄使いを招くという問題があった。

【０００５】また、空き領域管理テーブルを用いない領
域管理マップ検索では、領域管理マップを先頭から検索
するために、論理ボリュームに空き領域が少ない場合な
どには、空き領域検索にかなりの時間を要するという問
題があった。

【０００６】また、空き領域管理テーブルを用いた領域
管理マップ検索では、テーブル参照に時間を要するとい
う問題があった。この発明は上記事情を考慮してなされ
たものでその目的は、空き領域管理テーブルを用いない
領域管理マップ検索を基本としながら、ファイル領域確
保が高速で行えると共に、ファイルのエクステント数の
増加を抑えてファイルに対する入出力速度が低下するの
を防止できるファイル管理方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、論理ボリュ
ームの所定領域を構成する一定サイズの各単位領域の空
きの有無を管理するための領域管理マップ上の空き領域
検索開始位置を指すポインタを保持しておき、新規ファ
イルの作成が要求された場合、または既存ファイルのた
めの領域拡張が要求され且つ当該既存ファイルの領域の
直後の領域が空いていない場合には、上記ポインタの指
す領域管理マップ上の空き領域検索開始位置より空き単
位領域の検索を行って必要な領域を確保して、その確保
した領域から予め定められたサイズだけスキップした位
置を新たな空き領域検索開始位置とするようにポインタ
を更新し、既存ファイルのための領域拡張が要求され且
つ当該既存ファイルの領域の直後の領域が空いている場
合には、その空き領域から必要な領域を確保する構成と
したことを特徴とするものである。

【０００８】また、この発明は、上記の空き領域から必
要な領域が確保しきれない場合には、上記ポインタの指
す領域管理マップ上の空き領域検索開始位置より空き単
位領域の検索を行って残りの領域を確保し、その確保し
た領域から予め定められたサイズだけスキップした位置
を新たな空き領域検索開始位置とするようにポインタを
更新する構成としたことをも特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成においては、新規ファイルの作成が
要求された場合には、ポインタの指す領域管理マップ上
の空き領域検索開始位置より空き単位領域の検索が行わ
れる。これにより、領域管理マップの先頭から検索を行
う従来方式に比べて、要求された新規ファイルのための
領域を高速に確保することができる。

【００１０】そして、この確保領域から予め定められた
サイズだけスキップした位置が新たな空き領域検索開始
位置となるようにポインタが更新される。これにより、
新規ファイルのために確保された領域の直後には、空き
領域が存在する確率が高くなる。

【００１１】次に、既存ファイルのデータ領域などの拡
張が要求された場合には、まず当該既存ファイルの領域
の直後に空きがあるか否かが調べられる。もし、既存フ
ァイルの領域の直後に空きがあるならば、その空き領域
から拡張に必要な領域が確保される。これにより、エク
ステント数の増加が抑えられるため、ファイルに対する
入出力速度の低下が防止できる。

【００１２】これに対し、既存ファイルの領域の直後に
空きがないならば、現在の空き領域検索開始位置より空
き単位領域の検索が行われて、拡張に必要な領域が確保
され、その確保した領域から予め定められたサイズだけ
スキップした位置が新たな空き領域検索開始位置とされ
る。この場合、拡張された領域の直後に空き領域が確保
される。したがって、その後、同じファイルについての
拡張が要求された場合には、この空き領域が利用される
ことから、エクステント数の増加が抑えられ、ファイル
に対する入出力速度の低下が防止できる。

【００１３】また、空き領域があっても、その領域だけ
では足りない場合には、残りの必要領域は、現在の空き
領域検索開始位置より検索されて確保され、その確保し
た領域から予め定められたサイズだけスキップした位置
が新たな空き領域検索開始位置とされる。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係るオペレーシ
ョンシステムのこの発明に直接関係する部分のブロック
構成図である。図１において、１は磁気ディスク装置な
どの外部記憶装置により提供される論理ボリュームであ
る。この論理ボリューム１の所定のデータ領域（論理ボ
リュームデータ領域）１１は、一定サイズの複数の割当
単位領域（以下、単に単位領域と称する）１２に分割し
て管理される。

【００１５】論理ボリューム１の他の所定領域には、各
単位領域１２の空きの有無をビットデータの“０”，
“１”により管理するための領域管理ビットマップ１３
と、このビットマップ１３上の空き領域検索開始位置を
指すポインタ（Ｐ）１４と、ファイル制御ブロック１５
ａ〜１５ｃが置かれている。

【００１６】ファイル制御ブロック１５ｉ（ここではｉ
＝ａ〜ｃ）はファイルｉに対応しており、当該ファイル
ｉが論理ボリューム１（のデータ領域１１）に格納（作
成）される際に生成されるものである。ファイル制御ブ
ロック１５ｉには、対応するファイルｉが置かれる論理
ボリューム１内の各連続領域（エクステント領域）を指
す領域指定情報（アドレス）が格納される。

【００１７】２はオペレーティングシステム（以下、Ｏ
Ｓと称する）である。ＯＳ２は、ファイル管理を司るフ
ァイル管理機構２１を有する。このファイル管理機構２
１は、ファイルｉに対する領域割当てを、ポインタ１４
およびファイル制御ブロック１５ｉの少なくとも一方
と、領域管理ビットマップ１３とを用いて実行する。

【００１８】次に、この発明の一実施例の動作を、ファ
イル管理機構２１によるファイル領域割当てのための領
域検索・確保処理を例に、（１）新規ファイルの作成要
求時と、（２）既存ファイルの拡張要求時のそれぞれに
ついて、図２のフローチャートおよび図３の動作説明図
を参照して説明する。 （１）新規ファイルの作成要求時の動作 今、領域管理ビットマップ１３の内容が、図３（Ａ）の
ようになっているものとする。

【００１９】即ち、領域管理ビットマップ１３のビット
マップ領域１３１により、論理ボリューム１のデータ領
域１１上の対応する５つの連続する単位領域１２がファ
イルａに割当てられていることが示され、後続のビット
マップ領域１３２により、対応する４つの連続する単位
領域１２がファイルｂに割当てられていることが示さ
れ、更に後続のビットマップ領域１３３により、対応す
る２つの連続する単位領域１２がファイルａに割当てら
れていることが示されているものとする。

【００２０】この時点では、データ領域１１上にはファ
イルｃは存在せず、したがって図１中のファイル制御ブ
ロック１５ｃは、未だ生成されていないものとする。ま
た、ポインタ１４により符号１３４で示す空き領域検索
開始位置が示されているものとする。

【００２１】このような状態で、外部からＯＳ２に対し
て、新規ファイルｃの作成に伴う領域確保が要求された
ものとする。すると、ＯＳ２内のファイル管理機構２１
は、外部からの領域確保要求が、新規ファイルの作成に
伴うものであるか、或いは既存ファイルの拡張に伴うも
のであるかを判定する（ステップＳ１）。

【００２２】この例のように、新規ファイルの作成に伴
う領域確保要求の場合には、ファイル管理機構２１は、
ポインタ１４の指す空き領域検索開始位置１３４より領
域管理ビットマップ１３を検索して、要求されたサイズ
の空き領域を確保する（ステップＳ２）。

【００２３】ここでは、３つの空き単位領域１２が確保
されたものとすると、ファイル管理機構２１は、図３
（Ｂ）に示すように、確保した３つの単位領域１２に対
応する領域管理ビットマップ１３上のビットマップ領域
１３５の各ビットを、領域割当て表示状態（領域使用中
状態）を示す“１”に設定する。

【００２４】また、ファイル管理機構２１は、ファイル
ｃ用のファイル制御ブロック１５ｃ（図１参照）を生成
し、そこに確保した領域を指す情報を設定する。次にフ
ァイル管理機構２１は、ステップＳ２で確保したファイ
ルｃの領域の直後に（当該ファイルｃの拡張が要求され
た際に利用可能な）領域を空けておくためにポインタ１
４を更新し、図３（Ｂ）に示すように、その領域直後か
ら符号１３６で示す一定サイズ分（ここでは、連続する
３つの単位領域１２分）だけ領域管理ビットマップ１３
上でスキップした位置を、新たな空き領域検索開始位置
１３７とする。

【００２５】なお、このスキップにより領域管理ビット
マップ１３の最終位置を越える場合には、同ビットマッ
プ１３の先頭側に戻って位置設定される。この際、空き
領域（に対応するビット）だけがスキップの対象とな
る。 （２）既存ファイルの拡張要求時の動作 今、領域管理ビットマップ１３の内容が図３（Ｂ）のよ
うになっている状態で、外部からＯＳ２に対して、既存
ファイルａの拡張に伴う２つの単位領域１２分の領域確
保が要求されたものとする。

【００２６】ＯＳ２内のファイル管理機構２１は、ステ
ップＳ１において新規ファイルの作成でないこと、即ち
既存ファイルの拡張が起きたことを検出すると、そのフ
ァイル（ここではファイルａ）が置かれている領域の直
後に空き領域があるか否かを調べる（ステップＳ４）。

【００２７】このステップＳ４での調査は、ファイルａ
用のファイル制御ブロック１５ａから、ファイルａ用に
最後に確保された領域を指す領域指定情報（即ち当該ブ
ロック１５ａに最後に設定された領域指定情報）を取出
し、その情報の指す領域に対応する領域管理ビットマッ
プ１３上のビットマップ領域（ここではビットマップ領
域１３３）の直後のビットを参照することにより行われ
る。

【００２８】図３（Ｂ）の状態では、ファイルａへの領
域割当て表示状態を示す２つのビットマップ領域１３
１，１３３のうち、後側のビットマップ領域１３３の直
後のビットは“０”である。このため上記のステップＳ
４においては、当該ビットマップ領域１３３に対応する
データ領域１１上のファイルａの領域の直後に空き領域
があると判定される。

【００２９】ファイル管理機構２１は、拡張すべきファ
イルａの領域の直後に空き領域を見つけると、そこから
要求サイズ分（ここでは２つの単位領域１２分）の領域
を確保する（ステップＳ５）。

【００３０】図３（Ｂ）の例では、ビットマップ領域１
３３に対応するデータ領域１１上のファイルａの領域の
直後には、３つの単位領域１２分の空き領域があるた
め、要求された２つの単位領域１２分の領域が確保さ
れ、ファイルａが拡張される。この場合、ファイルａへ
の領域割当て表示状態を示すビットマップ領域１３３
も、図３（Ｂ）に示す２ビットから、図３（Ｃ）に示す
ように４ビットに拡張される。

【００３１】ファイル管理機構２１は、上記したように
ファイルａの領域の直後の空き領域だけで要求サイズ分
の領域が確保できた場合には（ステップＳ６）、その確
保領域（の後端）がポインタ１４の指す空き領域検索開
始位置１３７を越えたか否かを判定する（ステップＳ
７）。

【００３２】この例のように、空き領域検索開始位置１
３７を越えていないならば（図３（Ｃ）参照）、ファイ
ル管理機構２１は処理を終了する。これに対して、空き
領域検索開始位置１３７を越えているならば、ファイル
管理機構２１はステップＳ３に進み、確保した領域直後
から一定サイズ分だけ領域管理ビットマップ１３上でス
キップした位置が新たな空き領域検索開始位置となるよ
うに、ポインタ１４を更新する。

【００３３】なお、ファイルａの領域の直後の空き領域
だけでは、要求サイズ分の領域が確保しきれなかった場
合（即ちステップＳ６の判定がＮＯの場合）には、ステ
ップＳ２に進んで、ポインタ１４の指す空き領域検索開
始位置１３７より領域管理ビットマップ１３を検索し
て、残りの要求サイズ分の空き領域を確保する。

【００３４】この場合、確保した領域が空き領域検索開
始位置（１３７）を越えるため、ファイル管理機構２１
は、確保した領域直後から一定サイズ分だけ領域管理ビ
ットマップ１３上でスキップした位置が新たな空き領域
検索開始位置となるように、ポインタ１４を更新する。

【００３５】次に、領域管理ビットマップ１３の内容が
図３（Ｃ）のようになっている状態で、今度は既存ファ
イルｂの拡張に伴う２つの単位領域１２分の領域確保が
要求されたものとする。

【００３６】この場合、図３（Ｃ）から明らかなよう
に、ファイルｂの直後には空き領域がないことから、フ
ァイル管理機構２１は上記ステップＳ４でＮＯを判定す
る。すると、ファイル管理機構２１はステップＳ２に進
み、先に述べた新規ファイルの作成の場合と同様に、ポ
インタ１４の指す空き領域検索開始位置１３７より領域
管理ビットマップ１３を検索して、要求サイズ分（ここ
では２つの単位領域１２分）の空き領域を確保する。

【００３７】この場合、ファイル管理機構２１は、図３
（Ｄ）に示すように、確保した２つの単位領域１２に対
応する領域管理ビットマップ１３上のビットマップ領域
１３８の各ビットを、領域割当て表示状態を示す“１”
に設定する。またファイル管理機構２１は、ファイルｂ
用のファイル制御ブロック１５ｂ（図１参照）中に、新
たに確保した領域を指す情報を追加設定する。

【００３８】次にファイル管理機構２１は、確保した領
域直後から一定サイズ分だけ領域管理ビットマップ１３
上でスキップした位置が、図４（Ｄ）に示す新たな空き
領域検索開始位置１３９となるように、ポインタ１４を
更新する。

【００３９】なお、前記実施例では、論理ボリューム１
上に置かれた領域管理ビットマップ１３、ポインタ１４
およびファイル制御ブロック１５ｉを用いて、領域検索
・確保処理を行うものとして説明したが、システム立上
げ時等において、これら領域管理ビットマップ１３、ポ
インタ１４およびファイル制御ブロック１５ｉを主記憶
上に展開し、この主記憶上で参照、更新等（ファイル制
御ブロック１５ｉの生成も含む）を行うならば、領域検
索・確保処理の一層の高速化を図ることができる。この
主記憶上に展開された領域管理ビットマップ１３、ポイ
ンタ１４およびファイル制御ブロック１５ｉは、適宜論
理ボリューム１に書き戻すことにより、主記憶と論理ボ
リューム１との間の一致化を図ることができる。

【００４０】また、前記実施例では、論理ボリュームが
１つの場合について説明したが、本発明は複数の論理ボ
リュームの場合にも適用可能である。ここで、論理ボリ
ュームの使われ方は、それぞれ異なるため、空き領域検
索開始位置の移動サイズ（スキップサイズ）も、各論理
ボリューム毎に設定することが好ましい。

【００４１】例えば、拡張サイズが大きくなる傾向にあ
るファイルを格納するための論理ボリュームでは、エク
ステント数の増加を抑えるためにも、移動サイズを大き
くとる（即ちファイル領域直後の空き領域を大きくと
る）ことが好ましい。但し、移動サイズを大きくとった
場合には、空き領域検索開始位置が領域管理ビットマッ
プ１３の先頭側に早めに戻りやすく、或るファイルの領
域の直後に確保した空き領域が他のファイルの領域に用
いられる可能性が高くなるため、多数のファイルを格納
するのに用いられる論理ボリュームでは、移動サイズを
小さめにとることが好ましい。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
領域管理マップ上の空き領域検索開始位置を指すポイン
タを保持しておき、新規ファイルの作成が要求された場
合、または既存ファイルのための領域拡張が要求され且
つ当該既存ファイルの領域の直後の領域が空いていない
場合には、上記ポインタの指す領域管理マップ上の空き
領域検索開始位置より空き単位領域の検索を行って必要
な領域を確保して、その確保した領域から予め定められ
たサイズだけスキップした位置を新たな空き領域検索開
始位置とするようにポインタを更新し、既存ファイルの
ための領域拡張が要求され且つ当該既存ファイルの領域
の直後の領域が空いている場合には、その空き領域から
必要な領域を確保するように構成した他、この空き領域
だけでは必要な領域が確保しきれない場合には、上記ポ
インタの指す領域管理マップ上の空き領域検索開始位置
より空き単位領域の検索を行って残りの領域を確保し、
その確保した領域から予め定められたサイズだけスキッ
プした位置を新たな空き領域検索開始位置とするように
ポインタを更新する構成としたので、次に列挙する効果
を得ることができる。

【００４３】（１）空き領域管理テーブルを用いていな
いにも拘らず、新規ファイルの作成時には、ポインタの
指す領域管理マップ上の空き領域検索開始位置より直ち
に空き領域が検索でき、したがって要求された新規ファ
イルのための領域を高速に確保することができる。

【００４４】（２）新規ファイルのために確保された領
域の直後を、当該ファイルの拡張用に空けておき、次に
当該ファイルの拡張が要求された場合には、その空き領
域から拡張に必要な領域が確保されるため、エクステン
ト数の増加が抑えられ、ファイルに対する入出力速度の
低下が防止できると共に、エクステント情報の減少によ
り資源の利用効率が向上する。

【００４５】（３）既存ファイルの拡張の場合にも、そ
の直後の空き領域だけでは足りないならば、残りの必要
領域は、現在の空き領域検索開始位置より検索されて確
保され、その確保した領域の直後に当該ファイルの拡張
用の空き領域が確保されるため、上記（２）と同様に、
エクステント数の増加が抑えられ、ファイルに対する入
出力速度の低下が防止できると共に、エクステント情報
の減少により資源の利用効率が向上する。

【００４６】（４）既存ファイルの拡張時の空き領域の
検索は、当該ファイルのために最後に確保された領域の
直後を対象に行うだけでよく、そこに空き領域がない場
合でも、現在の空き領域検索開始位置より行えばよいた
め、空き領域管理テーブルを用いなくても空き領域を効
率的に見つけることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用するオペレーションシステムの
一実施例を示す要部のブロック構成図。

【図２】図１中のファイル管理機構２１によるファイル
領域割当てのための領域検索・確保処理の手順を示すフ
ローチャート。

【図３】領域検索・確保処理の動作説明図。

【符号の説明】

１…論理ボリューム、２…ＯＳ（オペレーティングシス
テム）、１１…データ領域（論理ボリュームデータ領
域）、１２…単位領域（割当単位領域）、１３…領域管
理ビットマップ（領域管理マップ）、１４…ポインタ、
１５ａ〜１５ｃ…ファイル制御ブロック、２１…ファイ
ル管理機構、１３４，１３７，１３９…空き領域検索開
始位置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】論理ボリュームの所定領域を一定サイズの
   割当単位領域に分割し、この各単位領域の空きの有無を
   領域管理マップにより管理するファイル管理機構を備え
   たオペレーションシステムに適用されるファイル管理方
   法において、 前記領域管理マップ上の空き領域検索開始位置を指すポ
   インタを保持しておき、 新規ファイルの作成が要求された場合、または既存ファ
   イルのための領域拡張が要求され且つ当該既存ファイル
   が存在する前記論理ボリューム内領域の直後の領域が空
   いていない場合には、前記ポインタの指す前記領域管理
   マップ上の空き領域検索開始位置より空き単位領域の検
   索を行って必要な領域を確保して、その確保した領域か
   ら予め定められたサイズだけスキップした位置を新たな
   空き領域検索開始位置とするように前記ポインタを更新
   し、 既存ファイルのための領域拡張が要求され且つ当該既存
   ファイルが存在する前記論理ボリューム内領域の直後の
   領域が空いている場合には、その空き領域から必要な領
   域を確保することを特徴とするファイル管理方法。
2. 【請求項２】前記空き領域から必要な領域が確保しきれ
   ない場合には、前記ポインタの指す前記領域管理マップ
   上の空き領域検索開始位置より空き単位領域の検索を行
   って残りの領域を確保し、その確保した領域から予め定
   められたサイズだけスキップした位置を新たな空き領域
   検索開始位置とするように前記ポインタを更新すること
   を特徴とする請求項１記載のファイル管理方法。