KR20000061779A

KR20000061779A - 부할당자 메모리 관리방법

Info

Publication number: KR20000061779A
Application number: KR1019990011102A
Authority: KR
Inventors: 문성원
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-25

Abstract

개시된 부할당자 메모리 관리방법은 실시간 운영 체제에서 사용자에 의해 입력되는 메모리의 크기만큼의 메모리 세그먼트를 할당받아 여러 크기의 메모리 조각으로 나눈 상태에서 이중 연결 리스트를 사용하여 관리하고자 하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 메모리 초기화시 사용자가 입력하는 메모리 요청 크기만큼 메모리 세그먼트를 한번 할당받게 되는데, 이 할당된 세그먼트는 크기가 다른 메모리 조각으로 나누어지며, 나누어진 메모리 조각들은 이중 연결 리스트 구조를 가지고 있다. 이후 사용자에 의해 요청되는 메모리 크기에 따라 이중 연결 리스트 구조상에서 메모리 조각을 분할하거나, 또는 여러 메모리 조각을 합쳐 요청 메모리 크기에 해당하는 메모리를 할당할 수 있도록 메모리를 관리한다.

따라서, 본 발명은 한번의 세그먼트 할당만이 이루어지므로 종래에 발생되었던 단편화문제를 해결할 수 있다. 또한 메모리 사용 정보를 가지는 자료구조를 헤더에 가지고 있어 메모리 이용시 에러가 발생하는 경우 자료구조가 가지는 정보를 이용하여 쉽게 해결할 수 있다는 효과를 제공하는데 있다.

Description

부할당자 메모리 관리방법{Method for managing sub-allocator of a memory}

본 발명은 부할당자 메모리 관리방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 실시간 운영 체제에서 사용자에 의해 입력되는 메모리의 크기만큼의 메모리 세그먼트를 할당받아 여러 크기의 메모리 조각으로 나눈 상태에서 이중 연결 리스트를 사용하여 관리하고자 하는 부할당자 메모리 관리방법에 관한 것이다.

일반적으로 실시간 운영체제의 메모리 시스템은 여러 가지 크기로 세그먼트를 할당할 수 있는 단위체인 영역(region)과 일정한 크기의 버퍼를 할당하는 분할(partition)로 구성된다.

그러므로 메모리는 사용자의 영역/분할 생성요구에 의해 영역/분할이 생성되어 시스템 오브젝트(object)로 등록된다. 그러면 사용자는 영역/분할로부터 세그먼트/버퍼를 할당받아 사용한 후 다시 돌려주는 과정을 통해 메모리 자원을 사용하게 된다.

그러나, 상술한 실시간 운영체제는 내장용의 비교적 적은 규모의 실시간 시스템에 주로 사용되었던 특성 때문에 실시간 운영체제는 메모리 관리 기능을 제공하지 않는다.

따라서, 메모리 자원의 배분이나 활용은 모두 응용 프로그램을 작성하는 사람에 의해 이루어지고, 이때 발생하는 메모리 정보를 사용자가 직접 가지고 있어야만 한다.

즉, 상술한 분할/영역에 대한 자료구조는 시스템 초기화시 함께 초기화되고, 사용자가 분할/영역을 호출하는 실시간 운영체제 명령어의 호출을 통해 메모리 오브젝트를 생성한다.

그리고, 시스템 초기화시 메모리에서 사용되고 있지 않는 공간(free space)을 메모리의 영역(region)으로 할당하여 커널(kernel)에서 사용가능 하도록 디폴트영역(default region)이 만들어지고, 이 영역이 생성되면 사용자는 세그먼트/버퍼로 필요한 메모리를 할당받아 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이 상술한 과정에 의한 메모리 할당은 2ⁿ의 크기로만 가능하다. 또한 할당된 메모리는 사용 후 세그먼트/버퍼로 이를 되돌려준다.

하지만, 위와 같은 실시간 운영체제에서 메모리를 할당하는데 있어서 메모리 세그먼트 할당의 반환이 반복적으로 이루어지기 때문에 메모리의 단편화가 발생하여 메모리의 낭비가 이루어진다.

또한 종래 기술에서는 메모리 사용정보가 제공되지 않아 메모리 부족시 원인규명 및 해결책 수립이 어렵게 될 뿐만 아니라 주로 실시간 운영체제에 쓰이기 때문에 메모리 개념이 부족하고 결과적으로 사용자에게 메모리 관리를 해야하는 부담감을 안겨주는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 실시간 운영체제에서 사용자에 의해 입력되는 메모리의 크기만큼의 메모리 세그먼트를 할당받아 여러 크기의 메모리 조각으로 나누어 이중 연결 리스트를 사용하여 메모리를 관리하는데, 이중 연결 리스트를 사용하여 메모리 조각을 필요에 따라 분할하거나, 또는 여러 메모리 조각을 합쳐 사용자가 원하는 메모리 요청 크기를 갖는 메모리 영역을 확보하고자 하는 부할당자 메모리 관리방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명인 부할당자 메모리 관리방법에 적용되는 개략적인 시스템을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 적용된 메모리에 있어서 부할당자의 메모리 기법을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에서 메모리 세그먼트를 할당받은 후 각각의 크기로 나뉘어진 이중 연결 리스트의 관리 구조를 도시한 도면,

도 4는 본 발명인 부할당자 메모리 관리방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

100 : 제어수단

200 : 메모리

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부할당자 메모리 관리방법에 있어서, 본 발명의 특징은 메모리 초기화시 사용자가 입력하는 메모리 요청 크기만큼의 메모리 세그먼트를 한번 할당받고, 할당된 메모리 세그먼트를 여러 가지 크기의 메모리 조각으로 나누며, 나누어진 메모리 조각들을 이중 연결 리스트를 이용하여 메모리를 관리한다.

또한, 본 발명의 또다른 특징은 사용자에 의해 입력되는 메모리 요청크기와 일치하는 크기를 갖는 메모리 조각에 있는지를 판단하고, 판단 결과 메모리 조각이 있는 경우 세그먼트 할당을 하고, 메모리 조각이 없는 경우 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은지를 판단하는 단계와, 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은 경우 메모리 조각을 분할하여 할당하고, 분할하고 남은 메모리 조각은 다른 bin에 부가시키는 단계와, 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작지 않은 경우, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 큰지를 판단하는 단계와, 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 큰 경우 physica1 메모리상의 앞뒤의 사용되지 않는 메모리 조각을 합쳐 할당하는 단계와, 상기 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하는지를 판단하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하는 경우 세그먼트 할당하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하지 않는 경우 victim bin을 검색하는 단계와, 상기 검색 결과, 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하는 경우 세그먼트 할당하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하지 않는 경우 다음 bin에서 메모리 요청 크기를 갖는 메모리 조각을 찾기 위해 맨 처음 단계로 복귀하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다,

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명인 부할당자 메모리 관리방법에 적용되는 개략적인 시스템을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 소정의 프로그램을 이용하여 그 프로그램에 따라 전체 시스템의 동작이 제어되는 시스템에 있어서 프로그램에서 메모리(200)를 사용하기 위하여 프로그램이 실행되는 동안에 제어수단(100)으로부터 메모리(200)를 할당받게 된다.

즉, 프로그램에서 정보를 저장하거나, 관리하기 위한 램 또는 디스크 등과 같은 메모리에서 일정한 공간을 확보하는 하는 것이다. 이때, 제어수단(100)은 그 시스템의 운영체제가 된다.

도 2는 본 발명에 적용된 부할당자의 메모리 기법을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 할당된 메모리 세그먼트는 여러 크기의 메모리 조각들로 나누어지고, 이들은 이중 연결 리스트(doubly linked list)로 연결되어 클래스(class 1, class 2, class 3....)별로 관리되며, 또한 할당받은 메모리 세그먼트는 헤더 부분에 MM(Memory Management) 자료구조를 가지고 있으며, 이 자료구조는 메모리의 각종 정보를 가지게 된다. 이 메모리의 각종정보는 사용자의 요구에 따라, 또는 응용 프로그램의 생성하는 사람에 의해 다양하게 입력될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 메모리 세그먼트를 할당받은 후 각각 서로 다른 크기를 갖는 나누어진 메모리 조각들은 이중 연결 리스트에 의해 관리되는데, 첨부 도면 도 3은 그 리스트의 관리 구조를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 하나의 bin에는 두 개의 메모리 조각이 연결되고, 사용자가 입력하는 메모리 요청 크기가 두 개의 메모리 조각이 가지고 있는 크기와 같은지, 큰지, 작은지, 또는 그밖에 경우인지에 따라 메모리를 할당하는 방법이 달라지는데, 이는 도 4를 참조하여 설명하는 본 발명의 구체적인 설명에서 상세히 기술하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 부할당자 메모리 관리방법을 첨부 도면 도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명인 부할당자 메모리 관리방법을 설명하기 위한 동작 흐름드이다.

도시된 바와 같이, 먼저 실시간 운영체제를 가지고 있는 시스템을 처음 이용하고자 파워를 켠 상태에서 사용자는 메모리(200)에 대해 원하는 크기만큼 메모리 세그먼트를 할당받을 수 있도록 도면에 미도시된 인터페이스부를 통해 메모리 요청 크기를 입력한다.

그러면 제어수단(100)은 사용자에 의해 입력되는 메모리 요청크기와 일치하는 크기를 갖는 메모리 조각이 있는지를 판단(S310)한다.

상술한 단계(S310)의 판단 결과, 메모리 요청크기와 일치하는 크기를 갖는 메모리 조각이 있는 경우 메모리 세그먼트를 할당(S400)하고, 메모리 조각이 없는 경우 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은지를 판단(S320)한다.

상술한 단계(S320)의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은 경우 메모리 조각을 분할하여 할당(S400)하고, 분할하고 남은 메모리 조각은 다른 bin에 부가시킨다(S330).

이때 상술한 바와 같이, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은 경우 메모리 조각을 메모리 요청크기와 동일하도록 분할하고 남은 메모리 조각은 다른 bin에 부가시키는데, 이렇게 다른 메모리 조각이 부가된 bin을 victim vin이라 한다.

한편, 상술한 단계(S320)의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작지 않은 경우, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 큰지를 판단(S340)한다. 그 판단 결과 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 큰 경우 physical 메모리상의 앞뒤로 사용되지 않는 메모리 조각을 합쳐(S350) 할당(S400)한다.

이때, 제어수단(100)으로 입력되는 메모리 요청크기가 상술한 과정을 거칠때, 메모리 요청 크기 판단과정(S310)(S320)(S340)에 모두 적용되지 않는 경우 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하는지를 판단(S360)한다.

상술한 단계(S360)의 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하는 경우 상술한 단계(S310)로 복귀하여 상술한 과정(S310∼S350)을 거쳐 메모리 세그먼트를 할당(S400)하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하지 않는 경우 victim bin을 검색(S370)하여 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하는지를 판단(S380)한다.

이때, victim bin을 검색하는데 있어, 초기일 경우에는 0번째 bin부터 검색하고, 마지막으로 할당되어 이용된 후 반환(free)되었거나, 서로 다른 메모리 조각들끼리 합쳐진 메모리 조각들을 가지고 있는 bin을 검색한다.

물론 상술한 단계(S380)의 판단 결과, 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하는 경우 상술한 단계(S310)로 복귀하여 상술한 과정(S310∼S350)을 거쳐 메모리 세그먼트를 할당(S400)한다.

한편, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하지 않는 경우 다음 bin을 검색(S390)하여, 다음 bin에서 메모리 요청 크기를 갖는 메모리 조각을 찾기 위해 맨처음 단계(S310)로 복귀하여 상술한 전과정을 다시 반복 수행한다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명은 실시간 운영체제에서 작은 세그먼트 할당이나, 또는 반환 등으로 인하여 발생되었던 단편화 문제를 해결하여 메모리를 좀더 효율적으로 이용할 수 있어 메모리 낭비를 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 실시간 운영체제에서는 제공되지 않는 메모리 사용 정보를 MM 자료구조를 이용하여 제공하므로써 메모리 할당시 에러가 발생하는 경우 사용자가 MM 자료구조에 기록된 메모리 정보를 볼 수 있어 좀더 쉽게 에러에 대한 원인을 규명할 수 있으며, 그 해결책 수립할 수 있다는 효과가 있다.

마지막으로 실시간 운영체제가 실시간 할당에 주력하여 사용되어지는 특성 때문에 소홀했던 이용 편의성과 범용성을 높게 사용자의 직접 메모리 관리를 해야하는 불편함을 없애고 사용자의 의도에 따라 사용자의 사용을 용이하게 한다는 효과가 있다.

Claims

메모리 초기화시 사용자가 입력하는 메모리 요청 크기만큼의 메모리를 할당받고, 할당된 메모리 세그먼트를 여러 크기의 메모리 조각으로 나누며, 나누어진 메모리 조각들을 이중 연결 리스트를 이용하여 관리하는 부할당자 메모리 관리방법.
제 1 항에 있어서, 상기 메모리 할당은, 세그먼트 할당이 한번 이루어짐을 특징으로 하는 부할당자 메모리 관리방법.
제 1 항에 있어서, 상기 할당된 세그먼트는 사용정보를 제공하는 자료구조를 가지고 있음을 특징으로 하는 부할당자 메모리 관리방법.
사용자에 의해 입력되는 메모리 요청크기와 일치하는 크기를 갖는 메모리 조각이 있는지를 판단하고, 판단 결과 메모리 조각이 있는 경우 세그먼트 할당을 하고, 메모리 조각이 없는 경우 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은지를 판단하는 단계;

상기 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은 경우 메모리 조각을 분할하여 할당하고, 분할하고 남은 메모리 조각은 다른 bin에 부가시키는 단계;

상기 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작지 않은 경우, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 큰지를 판단하는 단계;

상기 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 큰 경우 physical 메모리상의 앞뒤로 사용되지 않는 메모리 조각을 합쳐 할당하는 단계;

상기 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하는지를 판단하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하는 경우 세그먼트 할당하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 리스트 내에 존재하지 않는 경우 victim bin을 검색하는 단계;

상기 검색 결과, 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하는지를 판단하는 단계;

상기 단계의 판단 결과, 메모리 요청크기의 메모리 조작이 victim bin 내에 존재하는 경우 세그먼트 할당하고, 판단 결과 메모리 요청크기의 메모리 조각이 victim bin 내에 존재하지 않는 경우 다음 bin에서 메모리 요청 크기를 갖는 메모리 조각을 찾기 위해 맨처음 단계로 복귀하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 부할당자 메모리 관리방법.
제 4 항에 있어서, 상기 메모리 요청크기가 메모리 조각크기보다 작은 경우 분할하고 남은 메모리 조각이 부가된 bin을 victim bin임을 특징으로 하는 부할당자 메모리 관리방법.