JPH09305418A - 共有メモリ管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タスクごとに確保されたメモリ領域につい
て、必要なメモリが解放され、かつ不要なメモリが解放
されずに残るといった不具合をなくし、他タスクによる
不正なメモリアクセスを防止する共有メモリ管理方式を
提供する。 【解決手段】 タスクからのメモリ要求に応じて割り当
てられた共有メモリ１０６のメモリ領域１０６ａ〜１０
６ｎの領域情報１０５ａを管理するメモリ管理テーブル
１０５と、メモリ管理テーブルで管理される複数のメモ
リ領域のうち、タスクごとに使用される複数のメモリ領
域をグループとして管理するグループ情報１０４ａを有
し、メモリ領域が他タスクによってアクセス可能か否か
を示す権限情報を含むグループメモリ管理テーブル１０
４と、メモリ管理テーブルとグループメモリ管理テーブ
ルを参照し、グループ単位でメモリ領域の確保と解放を
行ない、かつ他のタスクからのメモリ領域へのアクセス
要求に対して、権限情報を検査してアクセスの制御を行
なうメモリ管理手段１０３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メモリの管埋方式
に関し、特に並列に実行される複数のタスクによって使
用される共有メモリに対する共有メモリ管理方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、マルチタスク処理を行うデータ処
理装置における共有メモリ管理方式としては、例えば特
開平３−１５４９４５号公報に示される技術が存在す
る。

【０００３】この特開平３−１５４９４５号公報の共有
メモリ管理方式では、共有メモリの物理アドレス空間で
の位置及び状態を管理するテーブルと、共有メモリとタ
スクの対応を管理するテーブルを用いて、タスクごとに
共有メモリの物理アドレス空間を自タスクでの論理アド
レス空間にマッピングすることにより、共有メモリの複
数のタスクからのアクセスを可能にしている。

【０００４】ここでは、共有メモリ中の各メモリ領域の
確保、解放、参照及び更新に対する管理は各タスク毎に
独立して行われている。

【０００５】

【発明が開発しようとする課題】しかし、上述した従来
の共有メモリ管理方式には、以下に述べるような問題点
があった。

【０００６】第１に、従来の共有メモリ管理方式では、
確保後に不要になったメモリ領域がそのまま共有メモリ
に残ったり、必要なメモリ領域であるにもかかわらず共
有メモリから解放されたりする事態が発生し、効率的な
共有メモリの管理を行なうことができない問題がある。
その埋由は、共有メモリのメモリ領域が通常タスクごと
に複数確保されるため、処理の終了時点で確保したすべ
てのメモリ領域について解放可能かどうかを正しく判断
しなければならないが、その管理がタスクごとに任され
ているからである。

【０００７】第２に、あるタスクで確保したメモリ領域
が、更新されてはならないにもかかわらず他タスクによ
って更新される可能性が生じる問題がある。すなわち、
他のタスクによる不正なメモリアクセスが起こる可能性
がある。その理由は、共有メモリ上のメモリ領域の使用
に対して権限という概念がなく、他タスクで利用される
メモリ領域も自タスクのみで利用するメモリ領域と同様
に扱う管理方法がとられているいるからである。

【０００８】本発明の目的は、上記従来の欠点を解消
し、タスクごとに確保されたメモリ領域について、必要
なメモリが解放されてしまい、かつ不要なメモリが解放
されずに残るといった不具合をなくし、効率的な共有メ
モリの管理を行なうことができる共有メモリ管理方式を
提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、他タスクにメ
モリ領域の参照や更新を行わせるかどうかを管理するこ
とにより、他タスクによる不正なメモリアクセスをなく
し、これによって信頼性の高いメモリ管理を可能とする
共有メモリ管理方式を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、並列に実行される複数のタスクによって使用され
る共有メモリの管理を行なう共有メモリ管理方式におい
て、前記タスクからのメモリ要求に応じて割り当てられ
た前記共有メモリのメモリ領域のサイズとアドレスを含
む領域情報を管理するメモリ管理テーブルと、前記メモ
リ管理テーブルで管理される複数のメモリ領域のうち、
前記タスクごとに使用される複数のメモリ領域をグルー
プとして管理するグループ情報を有し、かつ該グループ
情報にグループに割り当てられた前記メモリ領域が他タ
スクによってアクセス可能か否かを示す権限情報を含む
グループメモリ管理テーブルと、前記メモリ管理テーブ
ルとグループメモリ管理テーブルを参照し、前記グルー
プ単位で、前記メモリ領域の確保と解放を行ない、前記
メモリ管理テーブルとグループメモリ管理テーブルを変
更すると共に、前記グループに対応するタスク以外のタ
スクからのメモリ領域へのアクセス要求に対して、前記
権限情報を検査してアクセスの制御を行なうメモリ管理
手段とを備えることを特徴とする。

【００１１】請求項２の本発明の共有メモリ管理方式で
は、前記グループメモリ管理テーブルの各グループごと
のグループ情報は、前記グループを識別するグループＩ
Ｄと、前記グループに対応するタスクを識別するタスク
ＩＤと、前記権限情報と、前記グループに含まれる先頭
の前記メモリ領域を特定する先頭メモリＩＤを含み、前
記メモリ管理テーブルの領域情報は、前記メモリ領域を
識別するメモリＩＤと、同じグループ内の次のメモリ領
域を指定する次メモリＩＤと、前記メモリ領域のメモリ
サイズとメモリアドレスを含むことを特徴とする。

【００１２】請求項３の本発明の共有メモリ管理方式で
は、前記メモリ管理手段は、前記グループを指定するこ
とによりグループ単位で一括して前記メモリ領域の解放
を行なうと共に、前記グループに含まれる前記メモリ領
域ごとの解放を行なうことを特徴とする。

【００１３】請求項４の本発明の共有メモリ管理方式で
は、前記メモリ管理手段は、前記タスクからのグループ
開始宣言とメモリ確保要求によって、前記グループメモ
リ管理テーブルのグループ情報と前記メモリ管理テーブ
ルの領域情報を生成し、前記タスクからの前記グループ
単位のメモリ解放又はメモリ領域ごとのメモリ解放要求
によって、前記グループメモリ管理テーブルのグループ
情報と前記メモリ管理テーブルの領域情報を更新するこ
とを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の好
適な実施の形態による共有メモリ管理方式の構成を示す
ブロック図である。

【００１５】図１を参照すると、本発明の実施の形態
は、親タスク１０１と、子タスク１０２と、共有メモリ
１０６と、親タスク１０１及び子タスク１０２による共
有メモリ１０６の使用を管理する階層型メモリ管理手段
１０３を備える。

【００１６】さらに、階層型メモリ管理手段１０３は、
図示のように、グループメモリ管理テーブル１０４と、
メモリ管理テーブル１０５の２つの管理テーブルを備え
ている。

【００１７】親タスク１０１は、複数の子タスク１０２
を生成して処理を行わせる。親タスク１０１と子タスク
１０２は、必要に応じて階層型メモリ管理手段１０３を
用いて、共有メモリ１０６にメモリ領域１０６ａ〜１０
６ｎを確保する。親タスク１０１は、子タスク１０２に
処理を行わせる上で必要な情報を確保した共有メモリ１
０６上のメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎに書き込み、子
タスク１０２に通知する。

【００１８】また、子タスク１０２間においても必要な
情報を共有メモリ１０６を用いてやりとりする。共有メ
モリ１０６のメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎは、すべて
のタスク（親タスク１０１及び子タスク１０２）から共
通に確保及び利用されるメモリである。この共有メモリ
１０６に確保されたメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎの位
置、サイズ示すメモリ領域情報１０５ａは、メモリ管理
テーブル１０５によって管理されている。

【００１９】グループメモリ管理テーブル１０４は、メ
モリ管理テーブル１０５で管理されている複数のメモリ
領域１０６ａ〜１０６ｎをタスクごとにグループとして
管理するためのものである。このグループメモリ管理テ
ーブル１０４中に含まれる各グループ情報１０４ａは、
メモリ管理テーブル１０５中の各メモリ領域情報１０５
ａの集合を管理している。

【００２０】また、グループメモリ管理テーブル１０４
のグループ情報１０４ａには、共有メモリ１０６の確保
時に指定された他のタスクによってそのメモリ領域を参
照してよいか更新してよいかを示す権限情報も含まれて
いる。

【００２１】階層型メモリ管理手段１０３は、グループ
メモリ管理テーブル１０４とメモリ管理テーブル１０５
を参照することにより、タスクから共有メモリ１０６の
メモリ領域１０６ａ〜１０６ｎの確保要求があると、メ
モリ領域１０６ａ〜１０６ｎを割り当てると共に、その
メモリ領域１０６ａ〜１０６ｎをグループとして管理
し、そのグループ情報１０４ａ及びメモリ領域情報１０
５ａをグループメモリ管理テーブル１０４とメモリ管理
テーブル１０５に書き込む。メモリ解放要求時には、グ
ループを指定することにより、その指定グループに含ま
れるメモリ領域を解放する。

【００２２】また、他タスクによるメモリ領域１０６ａ
〜１０６ｎのアクセス要求に対しては、そのメモリ領域
を含むグループメモリ管理テーブル１０４のグループ情
報１０４ａに含まれる権限を検査し、権限が参照可能な
ら他タスクによる参照のみを許可し、更新可能ならば他
タスクによる参照及び更新を許可する。

【００２３】図２は、階層型メモリ管理手段１０３が管
理するグループメモリ管理テーブル１０４とメモリ管理
テーブル１０５の管理内容を示した説明図である。

【００２４】図２を参照すると、グループメモリ管理テ
ーブル１０４では、グループを識別するためのグループ
ＩＤ２０１、このグループを作成したタスクを識別する
ためのタスクＩＤ２０２、このグループに含まれるメモ
リ領域１０６ａ〜１０６ｎを他タスクから参照、更新し
てよいかを示す権限情報２０３、グループの先頭に位置
するメモリ領域のメモリ管理テーブル１０５におけるメ
モリＩＤを示す先頭メモリＩＤ２０４からなるグループ
情報１０４ａが、各グループごとに管理されている。

【００２５】また、メモリ管理テーブル１０５では、割
り当てられたメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎを識別する
ためのメモリＩＤ２０５、同じグループに属する他のメ
モリ領域であって次に位置するメモリ領域のメモリＩＤ
を指定した次メモリＩＤ２０６、割り当てられたメモリ
領域のサイズ２０７、割り当てられたメモリ領域内の共
有メモリ１０６におけるアドレス２０８からなるメモリ
領域情報１０５ａが管理されている。

【００２６】あるタスクによってグループとして確保さ
れた複数のメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎに対応する複
数のメモリＩＤは、グループメモリ管理テーブル１０４
の１つのグループ情報１０４ａ内の先頭メモリＩＤから
始まり、メモリ管理テーブル１０５内のメモリ領域情報
１０５ａの次メモリＩＤでチェインされることにより管
理されている。グループの最後のメモリＩＤの次メモリ
ＩＤにはＮＵＬＬを格納する。

【００２７】図３は本発明を適用したシステムにおい
て、共有メモリ１０６を複数のタスクによって使用する
場合の処理の流れを説明するフローチャートである。す
べての処理は図１に示した階層型メモリ管理手段１０３
を通して行われる。

【００２８】図３を参照すると、本発明の階層型メモリ
管理方式によって共有メモリ１０６を使用する場合、各
タスクはまずグループ開始宣言を行なう（ステップ３０
１）。このとき、このグループで管理されるメモリ領域
１０６ａ〜１０６ｎに対する他のタスクの権限を、グル
ープ情報１０４ａの権限情報２０３に指定する。ここで
は、グループ開始宣言を行なったタスクにグループＩＤ
が返却される。

【００２９】グループ開始宣言で与えられたグループＩ
Ｄ及び確保したいメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎのサイ
ズを指定することにより、メモリ確保を行なう（ステッ
プ３０２）。ここでは、メモリ管理テーブル１０５中の
メモリＩＤが返却される。このメモリＩＤを用いること
により、タスクのメモリ領域に対するアクセスが可能と
なる。以上のグループ開始宣言とメモリ確保によって、
グループメモリ管理テーブル１０４のグループ情報１０
４ａ及びメモリ管理テーブル１０５のメモリ領域情報１
０５ａが生成される。

【００３０】確保されたメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎ
にデータを書き込む場合には、メモリ更新ロックを行う
（ステップ３０３）。これにより、すべてのタスクから
対象となるメモリ領域１０６ａ〜１０６ｎへの参照、更
新は不可能となる。

【００３１】メモリ更新ロックを行なったメモリ領域に
対しては、必要に応じて、データ書き込みが行なわれる
（ステップ３１０）。ここでは、メモリ領域を確保した
タスクからのメモリ更新ロックを行なったメモリ領域１
０６ａ〜１０６ｎに対するデータ参照及びデータ更新は
自由に行うことができる。

【００３２】データの書き込みが終わると、メモリ更新
ロック解除を行う（ステップ３０４）。これにより、他
タスクからのアクセスが可能になるが、確保したメモリ
領域のメモリＩＤを他のタスクに通知していない状態で
は、どのタスクからもアクセスされない。

【００３３】また、グループメモリ管理テーブル１０４
のグループ情報１０４ａに含まれる権限情報に、そのメ
モリ領域に対する他のタスクの参照、更新が許可されて
いない場合には、メモリ更新ロックが解除されても他タ
スクからのアクセスは不可能である。

【００３４】メモリ確保処理（ステップ３０２）からメ
モリ更新ロック解除処理（ステップ３０４）は必要に応
じて繰り返し行う。また、複数のグループの開始を宣言
し、メモリ領域を管理する場合もある。この場合には、
グループ開始宣言（ステップ３０１）からメモリ更新ロ
ック解除の処理を繰り返すことになる。

【００３５】また、上記グループ開始宣言及びメモリ確
報等の処理については、親タスク１０１及び子タスク１
０２の双方が同様に実行することができる。

【００３６】親タスク１０１から複数の子タスク１０２
を実行した場合（ステップ３０５）、子タスク１０２で
の処理において必要な情報が書き込まれたメモリ領域１
０６ａ〜１０６ｎに対応するグループＩＤ、メモリＩＤ
が子タスク１０２に渡される。子タスク１０２では、親
タスク１０１から渡されたグループＩＤ、メモリＩＤを
もとに、メモリ参照又はメモリ更新ロックを行う（ステ
ップ３０８）。これにより、対応するメモリ領域の参照
又は更新が可能となる。メモリ参照ロックのときは、他
タスクから対象となるメモリ領域の更新は行えない。メ
モリ更新ロックの時は、他タスクからの参照、更新は行
なえない。

【００３７】子タスク１０２は、メモリ領域に対するデ
ータ参照又はデータ更新を行い（ステップ３１１）、メ
モリ領域から必要な情報の取得又は必要な情報の書き込
みを行なう。参照、更新処理が終わったらメモリ参照又
はメモリ更新ロックの解除を行う（ステップ３０９）。

【００３８】グループに含まれるあるメモリ領域が不要
になった場合、メモリＩＤを指定することにより、メモ
リ領域の解放を行う（ステップ３０６）。これはグルー
プとして一括して解放せずに、メモリ領域１０６ａ〜１
０６ｎのみを個々に解放するためのものである。このメ
モリ解放が行なわれると、解放されたメモリ領域に対応
するメモリ管理テーブル１０５のメモリ領域情報１０５
ａが消去されると共に、他のメモリ領域情報１０５ａに
含まれる次メモリＩＤが書き換えられる。また、必要に
応じてグループメモリ管理テーブル１０４のグループ情
報１０４ａの先頭メモリＩＤも書き換えられる。

【００３９】最後に、グループとして確保した全てのメ
モリ領域が不要になった場合には、グループ終了宣言を
行うことにより（ステップ３０７）、該当するタスクに
よるメモリ領域の使用を終了する。このグループ終了宣
言により、そのグループに割り当てられたすべてのメモ
リ領域１０６ａ〜１０６ｎが解放され、グループメモリ
管理テーブル１０４のグループ情報１０４ａ及びメモリ
管理テーブル１０５のメモリ領域情報１０５ａが消去さ
れる。

【００４０】グループＩＤを他タスクに通知することに
よって、他タスクはそのメモリ領域を参照、更新するこ
とが可能であるが、そのときにはそのメモリ領域に対し
てグループ情報１０４ａにおいて参照、更新に対する権
限が与えられていなければならない。この場合の参照、
更新に対する権限は、自タスク以外のタスクすべてに与
えることもできるし、タスクごとに与えることもでき
る。その場合には、グループメモリ管理テーブル１０４
のグループ情報１０４ａの権限情報によって、権限内容
とその権限を与えるタスクのタスクＩＤのリストを管理
するようにすればよい。

【００４１】以上好ましい実施の形態をあげて本発明を
説明したが、本発明は必ずしも上記説明に限定されるも
のではない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の共有メモリ
管理方式によれば、第１に、各タスクが確保したメモリ
領域をグループで管理することにより、必要なメモリが
解放されてしまい、かつ不要なメモリが解放されずに残
るといった不具合をなくし、効率的な共有メモリの管理
を行なうことが可能となる。

【００４３】第２に、グループメモリ管理テーブルに、
グループに割り当てられたメモリ領域が他タスクによっ
てアクセス可能か否かを示す権限情報を含めることによ
り、グループに対応するタスク以外のタスクからのメモ
リ領域へのアクセス要求を上記権限情報に基づいて制御
するようにしたので、他タスクによる不正なメモリアク
セスを防止でき、これによって信頼性の高いメモリ管理
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好適な実施の形態による共有メモリ
管理方式の構成を示すブロック図である。

【図２】 階層型メモリ管埋手段で使用されるグループ
メモリ管理テーブルとメモリ管理テーブルの管理内容を
示す説明図である。

【図３】 本発明の共有メモリ管理方式によって共有メ
モリを複数のタスクによって使用する場合の処理の流れ
を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ 親タスク １０２ 子タスク １０３ 階層型メモリ管理手段 １０４ グループメモリ管理テーブル １０４ａ グループ情報 １０５ メモリ管理テーブル １０５ａ メモリ領域情報 １０６ 共有メモリ １０６ａ〜１０６ｎ メモリ領域 ２０１ グループＩＤ ２０２ タスクＩＤ ２０３ 権限情報 ２０４ 先頭メモリＩＤ ２０５ メモリＩＤ ２０６ 次メモリＩＤ ２０７ メモリサイズ ２０８ メモリアドレス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に実行される複数のタスクによって
   使用される共有メモリの管理を行なう共有メモリ管理方
   式において、 前記タスクからのメモリ要求に応じて割り当てられた前
   記共有メモリのメモリ領域のサイズとアドレスを含む領
   域情報を管理するメモリ管理テーブルと、 前記メモリ管理テーブルで管理される複数のメモリ領域
   のうち、前記タスクごとに使用される複数のメモリ領域
   をグループとして管理するグループ情報を有し、かつ該
   グループ情報にグループに割り当てられた前記メモリ領
   域が他タスクによってアクセス可能か否かを示す権限情
   報を含むグループメモリ管理テーブルと、 前記メモリ管理テーブルとグループメモリ管理テーブル
   を参照し、前記グループ単位で、前記メモリ領域の確保
   と解放を行ない、前記メモリ管理テーブルとグループメ
   モリ管理テーブルを変更すると共に、前記グループに対
   応するタスク以外のタスクからのメモリ領域へのアクセ
   ス要求に対して、前記権限情報を検査してアクセスの制
   御を行なうメモリ管理手段とを備えることを特徴とする
   共有メモリ管理方式。
2. 【請求項２】 前記グループメモリ管理テーブルの各グ
   ループごとのグループ情報は、前記グループを識別する
   グループＩＤと、前記グループに対応するタスクを識別
   するタスクＩＤと、前記権限情報と、前記グループに含
   まれる先頭の前記メモリ領域を特定する先頭メモリＩＤ
   を含み、 前記メモリ管理テーブルの領域情報は、前記メモリ領域
   を識別するメモリＩＤと、同じグループ内の次のメモリ
   領域を指定する次メモリＩＤと、前記メモリ領域のメモ
   リサイズとメモリアドレスを含むことを特徴とする請求
   項１に記載の共有メモリ管理方式。
3. 【請求項３】 前記メモリ管理手段は、前記グループを
   指定することによりグループ単位で一括して前記メモリ
   領域の解放を行なうと共に、前記グループに含まれる前
   記メモリ領域ごとの解放を行なうことを特徴とする請求
   項１に記載の共有メモリ管理方式。
4. 【請求項４】 前記メモリ管理手段は、前記タスクから
   のグループ開始宣言とメモリ確保要求によって、前記グ
   ループメモリ管理テーブルのグループ情報と前記メモリ
   管理テーブルの領域情報を生成し、前記タスクからの前
   記グループ単位のメモリ解放又はメモリ領域ごとのメモ
   リ解放要求によって、前記グループメモリ管理テーブル
   のグループ情報と前記メモリ管理テーブルの領域情報を
   更新することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   の共有メモリ管理方式。