JPH09152983A - フラッシュメモリに内在するファイルシステムにおけるリエントラントガーベジコレクション処理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不必要なファイルを除去することによりデー
タ記憶装置中の使用可能な記憶空間を回復するための方
法および装置を提供する。 【解決手段】 二段階ガーベジコレクション手段が、リ
ードモストリメモリ装置を形成するデータ記憶装置中に
提供される。該手段は、不必要なファイルを含むメモリ
装置の第１の記憶領域に格納されたファイルにタグ付け
をするためのタグ付け手段を含む。分析段階においてイ
ベント生成手段が求められる。各イベントは、メモリ動
作および関連データを含み、各イベントの以前の実行結
果を修正することなく、その実行の中断により、別のイ
ベントの実行の前に再実行可能である。生成されたイベ
ントは、第１の記憶領域の内部でないイベント記憶領域
に書き込まれる。次に実行段階が求められ、マイクロプ
ロセッサにより実行される。最後に第２の記憶領域の外
側にあるファイルを消去するための手段が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、とりわけ半導体メ
モリ、ディスクドライブ装置およびテープドライブ装置
を含むデータ記憶装置のためのファイルシステムに係
り、特に使用可能な記憶空間を回復するためのガーベジ
コレクションプロセスを遂行するファイルシステムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ほとんどのコンピュータシステムおよび
他のインテリジェント計算装置において、マイクロプロ
セッサまたは中央演算処理装置は、メインメモリおよび
二次メモリからなる冗長メモリ記憶システムに結合され
ている。メインメモリは、プログラム実行において使用
するためにマイクロプロセッサにより迅速に検索できる
情報の一時的記憶のために使用される。二次メモリは、
典型的には、他の非アクティブプログラムアプリケーシ
ョンのために必要とされる情報の長期間記憶のために、
メインメモリの付加物として使用される。したがって、
メインメモリ記憶装置は、典型的には、半導体メモリの
ような高速装置からなり、二次メモリ記憶装置は、より
遅い電気機械的ディスク記憶装置からなる。

【０００３】半導体メモリ装置に関して、そのようなメ
モリは、書き込みまたは消去ができない持久性メモリで
あるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）装置、バイトレベ
ルにおいて電気的に消去可能な非持久性読み出し書き込
みメモリ記憶装置であるランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）装置、および書き込み読み出し可能であり、チップ
レベル、セクタレベルまたはバイトレベルのいずれにお
いても消去可能な持久性メモリであるリードモストリメ
モリ（read-mostly memory）装置を含み得る。リードモ
ストリメモリ装置の分類は、消去可能なプログラマブル
リードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）装置、電気的に消去
可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）装置およびフラッシュメモリ装置を含む。ＥＰＲＯ
Ｍ装置は、新しい情報をそれに再プログラムまたは書き
込みするために、その全体をチップレベルで消去しなけ
ればならないが、ＥＥＰＲＯＭおよびフラッシュメモリ
装置は、マイクロプロセッサが情報をバイトレベルおよ
びセクタレベルのそれぞれにおいて読み出しおよび書き
込み可能とすることにより、より大きな柔軟性を提供す
る。

【０００４】近年、リードモストリメモリ装置は、装置
の純粋な半導体媒体上にデータファイルおよびアプリケ
ーションプログラムの記憶を可能にするように設計され
てきた。したがって、システムに内在するファイリング
システムの使用により、リードモストリメモリ装置は、
コンピュータシステムなどのための二次メモリとして使
用されることができ、したがって従来比較的遅かった二
次メモリから一次メモリへの情報のアップロードを減少
させる。

【０００５】いくつかのメモリシステムにおいて、使用
可能なアドレス空間は、一般にガーベジコレクションプ
ロセスとして知られているものにより回復される。現存
する多くの古典的ガーベジコレクションスキームがある
が、１つの特別なスキームが、多段階プロセスにおいて
現在使用されていないより古いファイルを取り除くこと
により使用可能なアドレス空間を回復する「マーク・ア
ンド・スイープ（markand sweep）」スキームとして知
られている。正常なメモリ書き込みの間に、利用可能な
メモリ記憶がある最小のしきい値に達するまで、記憶は
記憶空間の空きリストから割り当てられる。しきい値に
達すると、プログラムアプリケーションは停止され、ガ
ーベジコレクションが開始される。そして、メモリ中の
全てのファイルが検討され、現在使用されていると決定
されたファイルが、プロセスの第１段階においてしるし
を付けられる。ファイルの全体のセットが検討された場
合、掃引段階が開始され、全てのしるしが付けられてい
ないファイルを取り除くことによりメモリ記憶が回復さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しるし付けおよび掃引
スキームの利点は、望まないより古いファイルがガーベ
ジコレクションプロセスを生き残ることなく、割り当て
られた全体のメモリ記憶が記憶のために使用され得るこ
とである。しかし、このスキームの不利な点は、コンパ
クト化または念入りな多数区間割当が行われない限り、
メモリ細分化が深刻な問題となることである。しかしな
がら、ファイルコンパクト化が使用される場合、メモリ
システムは、ガーベジコレクションプロセスの間、危険
な矛盾する状態のままとなる。これは、ガーベジコレク
ションプロセスの間はデータファイルがメモリ中に分散
されているので、プロセスの間のの電源故障または他の
タイプのシステム故障の発生によって、メモリシステム
を管理するマイクロプロセッサをリブートおよびファイ
ルシステム初期化により停止させる可能性があるからで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、データ記憶システムのデータ記憶装置
中の使用可能なファイルシステム記憶空間をマイクロプ
ロセッサの制御下で回復するための方法および装置を提
供する。マイクロプロセッサは、ファイルシステムが調
和のない状態のままになることを防ぐと同時に、必要と
しないファイルを取り除き、残りのファイルをコンパク
ト化する。これは、第１の分析段階および第２の実行段
階からなる二段階リエントラントガーベジコレクション
プロセスにより達成される。データ記憶装置のファイル
システムに対する正常な書き込み動作の間、現在使用さ
れていないまたはその他の不必要な全てのファイルが、
ファイルシステムからのその後の除去のためにしるしを
付けられる。記憶空間が、ファイルシステムにおいてそ
こへの更なるファイルの書き込みに必要とされる場合
に、ガーベジコレクションプロセスは開始される。

【０００８】分析段階において、原子的または基本的メ
モリ動作および関連づけられたデータからなる一連のイ
ベントが生成され、それぞれのしるしが付けられていな
い現在使用中のファイルのためのメモリ装置のイベント
記憶領域に順序正しく書き込まれる。これらのイベント
は、それぞれのイベントの以前の実行の結果を修正する
ことなく、これらのイベントがその実行の中断により、
かつ別のイベントの実行の前に再実行され得るデータ記
憶装置中で再実行されるように選択される。ガーベジコ
レクションの第２の実行段階において、イベント記憶領
域に書き込まれた一連のイベントが実行され、しるしが
付けられていないファイルをデータ記憶装置の第１の記
憶領域から第２の記憶領域へコピーされるようにし、こ
れらのしるしが付けられていないファイルが第２の記憶
領域中でコンパクト化される。さらに、一連のイベント
の実行により、メモリ装置の第１の記憶領域は消去さ
れ、ファイルシステムへのその後の新たなファイルの書
き込みのために更なる記憶場所が確保される。

【０００９】電源故障またはシステム故障が、ガーベジ
コレクションプロセス中に起きた場合、ファイルシステ
ムを部分的にコンパクト化された調和のない状態のまま
としないために、プロセスは、ほぼ中断された点におい
て再スタートされる。分析段階および実行段階の分離お
よび追跡、および再実行可能なイベントの配列の順序正
しい実行のために、本発明は、マイクロプロセッサ停止
の発生を防止するように、故障後のファイルシステムの
完全な状態を維持する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に示されているように、本発
明は、電源故障または他のシステム故障の発生によるマ
イクロプロセッサ停止を防止するための、リエントラン
トガーベジコレクションプロセスを有するデータ記憶シ
ステム１のデータ記憶装置２のためのファイルシステム
４を提供する。

【００１１】ファイルシステムアーキテクチャ ファイルシステム４は、特定の原子的メモリ動作を作り
だしかつ実行するプログラムオブジェクトの階層により
管理されるフラットなファイルシステム４として設計さ
れる。オブジェクト階層は、高レベルアプリケーション
インタフェース、仮想装置レベルおよび装置ドライバレ
ベルの３つのレベルのプログラムアーキテクチャに分割
される。高レベルアプリケーションインタフェースは、
読み込み、書き込みおよび除去が可能な１組のファイル
としてファイルシステムを表す。これはさらに、残って
いる空き空間の量のようなファイルシステムに付いての
情報を質問するための手段を提供する。仮想装置レベル
は、隣接したセットにより参照されるファイルのリンク
されたリストを維持し、ファイルの論理アドレスを形成
するブロックおよびセクタ番号をモニタして増加させる
と同時に、バイトのブロックをファイルおよび空き空間
中にマップする。装置ドライバレベルは、仮想装置レベ
ルとメモリ装置自体との間のインタフェースとして働
き、仮想装置により生成される論理アドレスとメモリ装
置の物理的アドレスとの間の翻訳を実行する。この機能
的アーキテクチャと共に、本発明のファイルシステム４
は、装置の番号およびそれらの物理的アドレスを追跡す
ることにより、全ての装置が同じメモリタイプである限
り、１つよりも多いメモリ装置またはチップにおよぶこ
とができる。

【００１２】図１中に示された実施形態において、本発
明のファイルシステム４は、マイクロプロセッサ８、中
央演算処理装置等の制御下にある少なくとも１つの一次
非持久性メモリ６および二次持久性リードモストリメモ
リ２からなるメモリシステム１の二次メモリ２中に具現
化される。一実施例において、一次メモリ６は、ＤＲＡ
Ｍメモリ装置からなり、二次メモリにはＡＭ２９２００
フラッシュＰＲＯＭ装置からなり、マイクロプロセッサ
８は、ＡＭ２９２００ＲＩＳＣマイクロプロセッサから
なる。また、ファイルシステム４は、二次的リードモス
トリメモリとしてのＥＥＰＲＯＭメモリ装置からなるメ
モリシステム１中に具現化することもできる。

【００１３】図２に示されているように、各ＡＭ２９２
００フラッシュＰＲＯＭは、物理的に８個のセクタに分
割されている。もし必要であれば、少なくとも第１の装
置の１つまたは２つ以上の第１の逐次的セクタは、マイ
クロプロセッサ８のためのブートセクタ２０として割り
当てられる。次の２つの逐次的セクタは、それぞれイベ
ント待ち行列セクタ２２およびスワップセクタ２６とし
て指定される。そして、第１および／またはそれに続く
装置の残りの全てのセクタは、ファイルシステムデータ
の記憶のためのレギュラーセクタ２８を形成する。

【００１４】ブートセクタ２０は、ブート時においてス
タートされるべきオペレーティングシステム、ファイル
システム４および全てのアプリケーションをスタートさ
せるために必要なブートコードおよびデータを格納する
ために、マイクロプロセッサオペレーティングシステム
により使用される。イベント待ち行列セクタ２２は、ブ
ートセクタ２０に続く最初のセクタであり、ガーベジコ
レクションプロセスにおいて原子的メモリ動作のシーケ
ンスを追跡かつ実行して、より古い使用されていないフ
ァイルおよび部分的ファイルを除去するために使用され
る。スワップセクタ２６は、イベント待ち行列セクタ２
２の後の次のセクタであり、ガーベジコレクションの間
に、レギュラーセクタ２８を再構成するために使用され
る。再構成の間に、ガーベジコレクションのためにしる
しを付けられず、またはタグを付けられていないこれら
のファイルは、スワップセクタ２６に逐次的に隣接する
ように書き込まれる。そして、スワップセクタ２６は、
一つの完全なセクタとして、指定セクタとしてのレグラ
セクタ２８の内の１つにコピーされる。これは、コンパ
クト化された隣接するファイルのファイルシステムを生
成するように、メモリ装置中にあるそれぞれのレギュラ
ーセクタ２８について実行される。

【００１５】上述したファイルシステム４の実施形態に
おいて、ファイルが６４バイトのデータブロックチャン
クでレギュラーセクタ２８に書き込まれかつこれから読
み出されるので、各レギュラーセクタは正数個のデータ
ブロック（即ち上記の装置タイプについて１０２４個の
ブロック）を保持する。しかし、例えば、読み出しおよ
び書き込み動作がビットおよび／またはバイトレベルに
おいて実行されることを可能にするメモリ装置（即ち、
ＥＥＰＲＯＭ）が使用される場合、これがあてはまると
は限らない。この例において、データチャンクのサイズ
は、アプリケーション機能および装置要求にしたがって
選択されることになる。

【００１６】図１に示されたファイルシステム４構造に
関して、ファイルは逐次的にファイルシステム４に書き
込まれる。ここで、各ファイルはハイパーブロック７お
よびそれぞれが６４バイトの１つまたは２つ以上のファ
イルブロック９からなる。ハイパーブロック７は、ファ
イルの始まりを示すデータ構造であり、ファイルに関す
る情報およびファイルシステム仮想装置中のそのロケー
ションを格納するために使用される。ファイルブロック
９は、ファイルに属するデータのブロックを表すデータ
構造である。各ファイルハイパーブロック７に格納され
る情報は以下のものを含む。 ・ハイパーブロック識別子、 ・ファイルシステム中の空きブロックの数、 ・現在のハイパーブロックのアドレス、 ・現在のハイパーブロックの作成時間、 ・現在のファイル中のバイトの数、 ・現在のファイル中のブロックの数、 ・現在のファイルのキャラクター名、 ・ハイパーブロックがうまく書き込めたかどうかを示す
ハイパーブロック完了（ｈｏｋ）フラグ、 ・現在のファイルの全てのファイルブロックが旨く書き
込めたかどうかを示すファイルブロック完了（ｆｏｋ）
フラグ、および ・現在のファイルが次のガーベジコレクションプロセス
において除去されるべきであるかどうかを示すガーベジ
フラグ。

【００１７】さらに、ファイルシステム４への非常に高
速な書き込みにおいて、ファイルシステムリストヘッド
ハイパーブロック５が、ファイルシステム４中の第１の
ブロックとして作成される。このリストヘッドハイパー
ブロック５は、真のハイパーブロックであるが、その目
的がファイルシステム４の作成に関する適切な情報を維
持することであるので、これはファイルを示さず、ファ
イルデータも含まない。したがって、これはファイルシ
ステム４において、セット状態のｈｏｋフラグ、非セッ
ト状態のｆｏｋフラグおよびファイル名フィールド中の
ナルストリングを有するハイパーブロック７として識別
され、いかなる時にも、これは、ファイルシステム４全
体のための作成時間に加えて、ファイルシステム４中の
空きバイトおよび空きブロックの数を決定するために使
用することができる。

【００１８】ファイルシステム４中の全てのハイパーブ
ロック７のセットは、全ての現在のファイルの仮想的に
リンクされたリストを形成する。このリストは、先行す
るハイパーブロック７が次のハイパーブロックに対する
ポインタを含まないが、次のファイルのハイパーブロッ
ク７の線形アドレスの計算を可能にするために充分な現
在のファイルについての情報を含むということで仮想的
である。一実施形態において、この情報は、付加された
ファイルブロック９の総数に加えて、検査される現在の
ファイルのハイパーブロック７の線形アドレス（即ち、
セクタおよびそのセクタのブロック番号）からなる。そ
れにも関わらず、本発明のファイルシステム４は、ちょ
うどポインタの使用による場合と同じように具現化でき
る。

【００１９】アプリケーションファイルをファイルシス
テム４に書き込むために、ファイルオブジェクトが、フ
ァイルシステム仮想装置へのアプリケーションコールに
より作成される。ファイルオブジェクトは、ファイルシ
ステム４中で作成された最後のハイパーブロック７のメ
モリ内コピーを検索し、ハイパーブロック７に含まれる
情報から、現在のファイルが書き込まれることになるフ
ァイルシステム４中の開始アドレスに加えて、現在のア
プリケーションファイル全体を書き込むために充分な空
き空間がファイルシステム媒体中にあるかどうかを決定
する。現在のファイルのために充分な空間が存在する場
合、ファイルオブジェクトは、現在のファイルのための
ハイパーブロック７を作成し、このハイパーブロック７
に上述したファイルシステム特定情報を書き込むことに
より、ファイルのリンクされたリストの最後にそのファ
イルを付加する。これが実行されると、ファイルオブジ
ェクトはハイパーブロック７中のｈｏｋフラグをセット
し、現在のファイルのファイルデータブロックをハイパ
ーブロック７に付加し、そしてハイパーブロック７中の
ｆｏｋフラグをセットする。

【００２０】現在のファイルがファイルシステム４に書
き込まれた後に、ファイルオブジェクトは、引き続き、
現在のファイルのファイル名がより古いファイルのいず
れかのファイル名に一致するかどうかを決定するため
に、以前に書き込まれた（即ちより古い）ファイルのそ
れぞれのハイパーブロック７をサーチする。サーチの
間、ファイルオブジェクトは、ガーベジコレクションフ
ラグがセットされたファイルを無視する。ファイル名間
の一致がある場合、より古いマッチングファイルのそれ
ぞれのハイパーブロック７中のガーベジコレクションフ
ラグがセットされる。

【００２１】ガーベジコレクションプロセス 本発明の一実施形態において、ガーベジコレクションプ
ロセスは、複製ファイルおよび部分ファイルからなる不
必要なファイルをファイルシステム４から除去すること
を望む場合にはいつでも使用することができる。このプ
ロセスが求められる最も一般的な状況は、新たなファイ
ルをファイルシステム４に書き込む試みが、ファイルシ
ステム４に残っている空間（即ち、メモリ装置のレギュ
ラーデータセクタ）の量が不十分であるために失敗する
場合である。この場合、ファイルオブジェクトは不必要
なガーベジファイルとして以前にタグを付けられた全て
のファイルを取り除くためにガーベジコレクションプロ
セスを求める。そして、新たなファイルをファイルシス
テム４に書き込むための第２の試みがなされ、この試み
が失敗した場合、ファイルシステム４がもはや空き空間
をもっていないか装置故障が起きたかのいずれかを示す
ためにプログラムアプリケーションへエラーコードを戻
す。

【００２２】また、ガーベジコレクションプロセスは、
電源故障、マイクロプロセッサ故障、メモリシステム故
障などの発生の後に、マイクロプロセッサ８のリブート
により実行されるファイルシステム初期化ルーチンの一
部としても求められる。この主要の目的は、不完全なフ
ァイルの検索のためにマイクロプロセッサの停止が起こ
ることを防止するために、中断された書き込み動作また
はガーベジコレクションプロセスにより、ファイルシス
テム４中に残された可能性のある部分的に書き込まれた
ファイルの全てを除去することである。したがって、メ
モリシステム１がリブートにおいて始動された場合、マ
イクロプロセッサ８は、フラッシュメモリ装置２のブー
トセクタ２０中に格納されたファイルシステム初期化ル
ーチンからなるブートコードをその一次ＤＲＡＭメモリ
６中にロードする。マイクロプロセッサ８により実行さ
れる場合、二次メモリ２の第１のレギュラーセクタ２８
からファイルシステムリストヘッドハイパーブロック５
を読み出すための試みがなされる。それが見つからなか
った場合、ガーベジコレクション中に電源故障が起きた
場合にリストヘッド５が内在すると思われるスワップセ
クタ２６の第１のブロックからリストヘッド５を読み出
すための別の試みがなされる。リストヘッド５がうまく
読み出された場合、そのコピーが、ファイルシステム４
による将来の使用のために、一次メモリ６に格納され
る。リストヘッド５が見つからない場合、ファイルシス
テム４は使用不可能であり、フラッシュメモリ装置２の
ブートセクタ２０中のブートコードから再構成されなけ
ればならない。

【００２３】従来のガーベジコレクションプロセスと対
象的に、本発明のプロセスは、ファイルシステム４の完
全な状態を維持し、ガーベジコレクションセッションの
間の電源故障等の発生がマイクロプロセッサ８を停止さ
せないことを保証するように、リエントラントされるよ
うに設計される。これは、最初に、ガーベジコレクショ
ンプロセスを別個の分析段階および実行段階に分割し、
実行段階が中断されることにより分析段階に再度入る必
要がないようにするために、分析メカニズムおよび実行
メカニズムの両方に独立に分析段階の結果を記録するこ
とにより達成される。次に、分析段階の結果は、同じイ
ベントの以前の実行の結果を修正することなく、その実
行の中断により、別の（その後の）イベントの実行の前
に再実行され得るという点で再実行可能な個々の原子的
イベント即ちメモリ動作によって明確な形で表される。
このようにして、以前の実行が電源故障により中断され
たイベントが、フラッシュメモリ装置の現在の状態（即
ち、特定の記憶ロケーションに以前に書き込まれたビッ
トパターン）に悪影響を与えることなく、初めから終わ
りまで再実行できる。

【００２４】上述した第１のタスクを成し遂げるため
に、段階進行フラグが、いかなる時においても、どの１
つまたは複数のガーベジコレクション段階が開始された
か、およびどの１つまたは複数の段階が完了したかを示
すために使用される。この段階進行フラグは、レギュラ
ーファイルデータとは別個に、イベント待ち行列セクタ
２２の第１のブロック中に格納され、分析段階開始フラ
グ、分析段階完了フラグ、実行段階開始フラグ、および
実行段階完了フラグからなる。図３のフローチャートを
参照すると、ガーベジコレクションがファイルシステム
初期化ルーチンの一部として求められた場合、ＧＣイベ
ント待ち行列セクタ２２の第１のブロックが読み出さ
れ、そこに格納されたフラグが、以前のガーベジコレク
ションセッションが電源故障により中断されたかどう
か、およびもしそうであれば、どの段階の間であったか
を決定するために、マイクロプロセッサ８により検査さ
れる。

【００２５】以下の表１に示されているように、全ての
フラグがセットまたは非セット状態である場合、以前の
セッションは、電源故障の時点で中断されておらず、ガ
ーベジコレクションプロセスは、初期化手続きの一部と
してそっくりそのまま実行されることになる。全てのフ
ラグをセットすることと全てのフラグを非セットにする
こととの違いは、電源故障の発生が、以前のガーベジコ
レクションセッションの完了の後のフラグがクリアされ
る前か後かということである。しかし、分析段階が始ま
ったが完了していない場合、分析の結果は放棄され、新
たな分析段階が開始される。この場合、ファイルシステ
ム４の状態は、中断された分析についてのイベントが実
行されなかったという事実のために保存される。分析段
階が完了したが、実行段階が始まっていない場合、プロ
セスは、以前の分析段階の間にそこに書き込まれたイベ
ント待ち行列２４中のイベントの実行と共に再び始めら
れる。最後に、実行段階が始まっているが完了していな
い場合、イベント待ち行列２４中のイベントの実行は、
その実行が中断されたイベントにおいて再び開始され
る。したがって、ファイルシステム初期化の間に、以前
のガーベジコレクションプロセスが中断されたか否かが
決定されると、初期化は、分析段階を開始するか実行段
階を開始または再会するかによって進められる。

【００２６】

【表１】

【００２７】分析段階は、ガーベジコレクションイベン
ト分析オブジェクトの作成により開始される。図４のフ
ローチャートを参照すると、イベント分析オブジェクト
は、分析段階開始フラグの第１のセットを検索し、そし
てファイルシステム記憶の順序で各ファイルのハイパー
ブロック７を検索する。分析オブジェクトは、ハイパー
ブロック７に含まれるｈｏｋ，ｆｏｋおよびガーベジコ
レクションステータスフラグを検査し、ファイルの性質
およびもしある場合にはとるべきアクションを決定す
る。ｈｏｋまたはｆｏｋフラグのいずれかが非セット状
態である場合、これは、そのハイパーブロック７または
そのファイルブロック９のいずれかの書き込みがうまく
完了しなかったので、ファイルが部分的に書き込まれた
ファイルであることを示す。ガーベジコレクションフラ
グが書き込みプロセスの間にセットされた場合、これ
は、ファイルが別のファイルのより古い複製であり、こ
の複製ファイルの後にファイルシステム４に書き込まれ
たファイルと同じ識別子または名称を有することを示
す。しかし、他の実施形態において、ガーベジコレクシ
ョンフラグは、他のファイルおよび／またはファイルシ
ステム特性の検出に応じてセットされ得る。例えば、ガ
ーベジコレクションフラグは、メモリ装置のデータセク
タが満杯であり、ファイルがファイルシステム４中に残
っている最も古いファイルであると決定された場合にセ
ットされ得る。最後に、ｈｏｋおよびｆｏｋフラグがセ
ット状態であり、ガーベジコレクションフラグが非セッ
ト状態である場合、これは、ファイルがファイルシステ
ム４中に維持されるべき有効な新しいファイルであるこ
とを示す。

【００２８】選択されたファイルのステータスが分析オ
ブジェクトにより決定されると、一連の実行可能なイベ
ント即ちメモリ動作が、ファイルが部分的に書き込まれ
たファイルまたは、ガーベジコレクションのために選択
されたファイルでないと決定された場合にのみ、イベン
ト分析オブジェクトにより生成され、フラッシュメモリ
装置２のイベント待ち行列セクタ２２に提供されたイベ
ント待ち行列２４に書き込まれる。したがって、イベン
ト分析オブジェクトにより検索された有効な新しいファ
イルのそれぞれに対して、一連のイベントがイベント待
ち行列２４に書き込まれ、その実行により、関連づけら
れたファイルがそのオリジナルのソースセクタからスワ
ップセクタ２６へ、以前にスワップセクタ２６にコピー
された他の有効なファイルに関して隣接するように書き
込まれる。さらに、スワップセクタ２６が先行するイベ
ントの実行により満たされると決定されたイベントにお
いて、有効な新しいファイルのために生成されたイベン
トのシーケンスは、選択された目的地セクタを消去し、
スワップセクタ２６を完全にコンパクト化したセクタと
して目的地セクタにコピーし、スワップセクタ２６を更
なるコピーのために消去するイベントをさらに含むこと
になる。

【００２９】上述したように、生成されたイベントは、
充分に原子的（即ち基礎的）であることを基礎に選択さ
れた個々のメモリ動作を含み、同じ関連づけられたデー
タでの別の動作の実行の前の同じ動作の後での実行がフ
ァイルシステム４の状態を不利に変えることがないとい
う点で再実行可能である。サンプルイベントのリストが
以下の表２中に示されている。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２に示されているように、各イベント
は、イベントの実行においてマイクロプロセッサ８の実
行ユニットにより使用するためのイベントＩＤまたは、
名称および分析データを含む。ファイルのファイルブロ
ック９を最初のソースロケーションから最後の目的地ロ
ケーションにコピーするためのメモリ動作に関連づけら
れた分析データが、周知であるように、スワップセクタ
２６に書き込まれるべき次の隣接するアドレスに加え
て、その関連づけられたハイパーブロック７に格納され
たファイルアドレスおよびサイズ情報に基づいて、分析
オブジェクトにより生成される。周知のように、特定の
ファイルが１つよりも多いソースセクタにおよぶ場合、
およびファイルの全てのファイルブロック９がスワップ
セクタ２６の残りの空間内にフィットしないであろう場
合、ラップアラウンド条件が満足される必要がある。ま
た、イベント待ち行列２４に書き込まれる各イベント
は、イベントが実行されたかどうかを示す実行完了フラ
グを含む。このフラグは、イベントが生成された時、最
初は非セット状態であり、その後、実行ユニットがその
イベントに対応するメモリ動作を完了したときにセット
される。

【００３２】ファイルシステム４内の全てのファイルが
イベント分析オブジェクトにより作用されると、イベン
ト待ち行列セクタ２２中のイベント分析完了フラグがセ
ットされ、イベント実行オブジェクトが、イベント待ち
行列２４中に逐次的に格納されたイベントの実行を開始
するために作成される。図５のイベント実行フローチャ
ートを参照すると、イベント実行開始フラグがセットさ
れた後に、イベント実行オブジェクトがＦＩＦＯの順序
で各イベントを検索し、特定のイベントがすでに実行さ
れたかどうかを決定するためにその完了フラグを検査す
る。そのフラグがセットされている場合、イベント実行
オブジェクトは、次のイベントを検索し、その完了フラ
グを検査する。１つのイベントがその完了フラグが非セ
ット状態であると分かると、イベント実行オブジェクト
は、イベントＩＤおよび関連づけられたデータをマイク
ロプロセッサ８に渡し、マイクロプロセッサ実行ユニッ
トは、提示されたメモリ動作に従ってそのイベントを実
行する。そして、イベントの完了フラグがセットされる
が、イベントおよびそのデータは、待ち行列中の全ての
イベントがうまく実行されるまで、イベント待ち行列２
４中に保持される。

【００３３】イベント待ち行列２４中の全てのイベント
が実行された場合、イベント実行オブジェクトは、イベ
ント待ち行列セクタ２２中のイベント実行完了フラグを
セットし、引き続いて、全てのイベントの待ち行列およ
びそれらの関連づけられたデータをクリアする。しか
し、各イベントのための完了フラグをセットし、全ての
待ち行列に入れられたイベントの実行の後に待ち行列全
体をクリアする代わりに、いくつかのデータ記憶装置２
において、イベント実行オブジェクトは、それがうまく
実行されると、各イベントを待ち行列から単純に個別に
クリアできることが予知できることが注目される。

【００３４】イベントの実行が電源故障により偶然に中
断された場合、ファイルシステム初期化ルーチンの実行
は、マイクロプロセッサ８に、実行段階が中断されたこ
とが決定される段階進行フラグを検査させる。この場
合、新たなイベント実行オブジェクトが作成され、その
オブジェクトが、イベント待ち行列２４中の最も古いイ
ベントと共にスタートする各イベントのための完了フラ
グを逐次的に検査する。そして、イベント実行は実行が
中断されたイベントと共に開始されることになる。これ
は、このイベントが、その完了フラグをセットしないイ
ベント待ち行列２４中のイベントのシーケンス中の最初
のイベントだからである。

【００３５】本発明の一実施形態において、上述したフ
ァイルシステム４およびガーベジコレクションプロセス
は、電話応答マシーン／システムおよびコンピュータシ
ステムの内の１つのためのソフトウェアファイル記憶メ
カニズムのメモリシステム１の第２のメモリ２中に具現
化される。ソフトウェアファイルはそれぞれ電話ネット
ワークまたはコンピュータネットワークからダウンロー
ドされ、ユーザ指向またはシステム指向の活動のいずれ
かにおいて、使用するためのメモリシステム１のメイン
メモリ６へのその後のアップロードのために、メモリシ
ステム１内に順序正しく格納される。更新された即ち新
しいバージョンのソフトウェアファイルがファイル記憶
メカニズムにダウンロードされる場合、それらは、より
古いソフトウェアファイルと同じ名前で二次メモリ２中
に格納される。そしてそのより古いファイルは、ガーベ
ジコレクションのためにしるし付けされ、ファイル記憶
メカニズムが、コレクションのためにしるし付けされた
特定の名称のこれらのソフトウェアファイルのみを検索
する。

【００３６】本発明の別の実施形態において、上述した
ファイルシステム４およびガーベジコレクションプロセ
スは、電話応答マシーン／システムおよびコンピュータ
システムの内の１つのためのメッセージ記憶メカニズム
のメモリシステム１の二次メモリ２において具現化され
る。それぞれ電話ネットワークまたはコンピュータネッ
トワークを介して受信されたメッセージは、音声再生ま
たはテレビジョンまたはコンピュータモニタ上への視覚
的表示の形式でのその後の出力のためにメッセージファ
イルとしてメモリシステム１内に順序正しく格納され
る。これは、要求されるメモリのサイズを最小化し、そ
れ故に製造コストを最小化すると同時に、好都合に、メ
ッセージ記憶メカニズムにおいて、音声、電子メールま
たはファクシミリメッセージを記録するための効率のよ
い手段を提供する。メッセージ記憶メカニズムのほとん
ど全ての使用可能なメモリが記録されたメッセージファ
イルにより満たされた場合、ガーベジコレクションプロ
セスは、以前に説明したように同じ名称即ち識別子を有
するファイルの代わりに、メッセージファイルの最も古
いものを除去することを求める。

【００３７】ここに説明された実施形態は、本発明の主
要な原理を開示するものであるが、本発明の精神および
範囲から離れることなく様々な追加および修正が可能で
あるのでこれらの実施形態は、単なる例示であると理解
されなければならない。例えば、上述したガーベジコレ
クションプロセスは、コンピュータシステムのためのハ
ードディスクドライブ装置およびフロッピーディスクド
ライブ装置のような他のタイプのファイル記憶システム
中にも具現化できることが予知される。したがって、以
上の詳細な説明は、全ての場合に記述的かつ例示的であ
り制限的ではないと理解されるべきであり、本発明の範
囲は、詳細な説明から決定されるべきではなく特許法に
より許される完全な広がりに従って特許請求の範囲から
解釈されるべきであると理解されなければならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロプロセッサで制御されるフラッシュメ
モリおよびＤＲＡＭメモリを含む本発明のファイルシス
テムが具現化されるメモリシステムを示す図。

【図２】単一のブートセクタ、イベントセクタ、スワッ
プセクタおよび複数のレギュラーデータセクタを示すフ
ラッシュメモリ装置またはチップのセクタマップ図。

【図３】本発明の二段階ガーベジコレクションプロセス
の全体を示すフローチャート。

【図４】本発明のガーベジコレクションプロセスの分析
段階を示すフローチャート。

【図５】本発明のガーベジコレクションプロセスの実行
段階を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ データ記憶システム ２ データ記憶装置 ４ ファイルシステム ５ ハイパーブロック ６ ＤＲＡＭメモリ ７ ハイパーブロック ８ マイクロプロセッサ ９ ファイルブロック ２０ ブートセクタ ２２ イベント待ち行列セクタ ２６ スワップセクタ ２８ レギュラーセクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロプロセッサの制御によりファイ
   ルを格納するための記憶ロケーションを有するデータ記
   憶装置を含むデータ記憶システム中でデータ記憶装置中
   のファイルをコンパクト化するための方法において、 もはや使用を望まない不必要なファイルを含むデータ記
   憶装置に格納されたファイルにタグ付けするステップ
   と、 前記データ記憶装置中に格納されたタグ付けされていな
   いファイルについての実行可能なイベントのシーケンス
   を生成し、イベント記憶領域に書き込むステップと、 タグ付けされていないファイルをそれぞれのソース記憶
   ロケーションからそれぞれの目的地記憶ロケーションへ
   コピーするために、前記イベント記憶領域に書き込まれ
   たイベントを実行するステップとからなり、 各イベントは、メモリ動作および関連データを含み、そ
   れぞれのイベントの以前の実行の結果を修正することな
   く、その実行の中断により、別のイベントの実行の前に
   再実行可能であり、前記それぞれの目的地記憶ロケーシ
   ョンは、コンパクト化されたタグ付けされていないファ
   イルのセットを形成するように、互いに隣接しているこ
   とを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記データ記憶装置がＥＥＰＲＯＭメモ
   リ装置およびフラッシュメモリ装置の内の１つを含むこ
   とを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 データ記憶装置中に格納されたタグ付け
   されていないファイルについての実行可能なイベントの
   シーケンスを生成し、イベント記憶領域に書き込むステ
   ップが、 前記データ記憶装置の特定された記憶ロケーションを消
   去するための消去動作、特定された量の選択されたファ
   イルのフィルデータを１つの特定された記憶ロケーショ
   ンから別の特定された記憶ロケーションへコピーするた
   めのコピー動作、および選択されたファイルの特定量の
   ファイルデータを１つの特定された記憶ロケーションか
   ら読み出し、前記選択されたファイルのファイルデータ
   を修正し、前記選択されたファイルの修正されたファイ
   ルデータを別の特定されたロケーションに書き込むため
   の読み出し−修正−書き込み動作からなるグループから
   選択されたメモリ動作を含む実行可能なイベントのシー
   ケンスを生成し、イベント記憶領域に書き込むステップ
   であることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 データ記憶装置がＥＥＰＲＯＭメモリ装
   置およびフラッシュメモリ装置の内の１つを含み、イベ
   ント記憶領域が第１の記憶領域の外部に配置されている
   ことを特徴とする請求項２記載の方法。
5. 【請求項５】 タグ付けされていないファイルをそれぞ
   れのソース記憶ロケーションからそれぞれの目的地記憶
   ロケーションへコピーするために、イベント記憶領域に
   書き込まれたイベントを実行するステップが、 データ記憶装置の第１の記憶領域中のそれぞれのソース
   記憶ロケーションからデータ記憶装置の第２の記憶領域
   中のそれぞれの目的地記憶ロケーションへコピーするた
   めに、イベント記憶領域に書き込まれたイベントを実行
   するステップと、 メモリ記憶装置に書き込まれるべき更なるファイルのた
   めの記憶空間を提供するために、第１の記憶領域内であ
   るが、第２の記憶領域外のファイルを消去するステップ
   とからなることを特徴とする請求項２記載の方法。
6. 【請求項６】 マイクロプロセッサの制御によりファイ
   ルを格納するための記憶ロケーションを有するデータ記
   憶装置からなるデータ記憶システム中に備えられた前記
   データ記憶装置中の使用可能な記憶空間を回復するため
   のガーベジコレクション装置において、 もはや使用することを望まない不必要なファイルを含む
   メモリ記憶装置の第１の記憶領域中に格納されたファイ
   ルにタグ付けをするためのタグ付け手段と、 前記メモリ記憶装置の第１の記憶領域中に格納されたタ
   グ付けされていないファイルについてのイベントのシー
   ケンスを生成するためのイベント生成手段と、 第１の記憶領域中のタグ付けされていないファイルを第
   １の記憶領域中のそれぞれのソース記憶ロケーションか
   らメモリ記憶装置の第２の記憶領域中のそれぞれの目的
   地記憶ロケーションへコピーするために、イベント記憶
   領域に書き込まれたイベントを実行するための実行手段
   と、 メモリ記憶装置に書き込まれるべき更なるファイルのた
   めの記憶空間を提供するために、第１の記憶領域内であ
   るがメモリ記憶装置の第２の記憶領域外に格納されたフ
   ァイルを消去するための消去手段とを有し、 各イベントは、メモリ動作および関連データを含み、そ
   れぞれのイベントの以前の実行の結果を修正することな
   く、その実行の中断により、かつ別のイベントの実行の
   前に再実行可能であり、生成されたイベントは、第１の
   記憶領域の内部ではないメモリ記憶装置中のイベント記
   憶領域に書き込まれることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】 前記第２の記憶領域が、第１の記憶領域
   内に配置された記憶領域および第１の記憶領域の外側に
   配置された記憶領域の内の１つであることを特徴とする
   請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 データ記憶装置が記憶領域を形成するセ
   クタを有するリードモストリメモリ装置であり、前記第
   ２の記憶領域が前記第１の記憶領域の外部に配置されて
   いることを特徴とする請求項６記載の装置。
9. 【請求項９】 イベント記憶領域が、第１の記憶領域の
   外部に配置された記憶領域であることを特徴とする請求
   項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 データ記憶装置が、ＥＥＰＲＯＭメモ
    リ装置およびフラッシュメモリ装置の内の１つを形成す
    るリードモストリメモリ装置であることを特徴とする請
    求項６記載の装置。