KR20040022730A - Method for Managering Memory - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for managing a memory is provided to prevent a fatal error on error occurrence or normal operation by making an OS(Operating System) collect the dynamic memory allocation information of each task, and search a memory use capacity and address information. CONSTITUTION: If a memory allocation information request command is received from a user, the OS extracts a TID(Task ID) transmitting the memory allocation information request command(S402). The OS extracts a TCB(Task control Block) corresponding to the TID(S404). The memory allocation information of the task is extracted from the TCB by using a structure for the dynamic memory allocation(S406). The OS transmits the memory allocation information to the user(S408).

Description

메모리 관리 방법{Method for Managering Memory}Method for Managering Memory

본 발명은 운영체계에서 태스크별 동적 메모리 할당 정보를 수집하여 메모리 사용 용량 및 위치 정보를 조회할 수 있도록 함으로써 에러 발생시나 정상 동작시에 치명적인 에러를 방지하는 메모리 관리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a memory management method of preventing a fatal error during an error or normal operation by collecting dynamic memory allocation information for each task in an operating system to query memory usage capacity and location information.

운영체계는 부트스트랩 프로그램에 의해 컴퓨터 내에 최초로 적재된 후에,컴퓨터내의 다른 프로그램들을 관리하는 프로그램이다. 여기서 다른 프로그램이란 응용프로그램을 말한다.An operating system is a program that manages other programs in a computer after it is first loaded into the computer by a bootstrap program. Another program here is an application program.

응용프로그램은 정의되어 있는 응용프로그램 인터페이스(API)를 통해 서비스를 요청함으로써 운영체계를 이용한다. 그 외에도, 사용자들은 명령어와 같은 인터페이스를 통하여 운영체계와 직접 대화한다.An application program uses the operating system by requesting a service through a defined application program interface (API). In addition, users interact directly with the operating system through a command-line interface.

운영체계는 응용프로그램들을 위해 다음과 같은 서비스들을 수행한다.The operating system performs the following services for applications.

멀티태스킹 운영체계에서는 여러 개의 프로그램이 동시에 실행될 수 있게 하는데, 응용프로그램들간에 어떤 순서로 실행되어야할지, 그리고 각 응용프로그램이 다른 응용프로그램에게 순서를 넘기기 전에 얼마동안의 시간을 배정해야할지 등을 결정한다.Multitasking operating systems allow multiple programs to run concurrently, determining in what order the applications should run, and how long each application should allocate time before passing it to another application. .

또한, 운영체계는 여러 개의 응용프로그램 간에 메모리 공유를 관리하고, 응용프로그램이나 사용자 또는 오퍼레이터 등에게 운영상황이나 에러 등에 관한 메시지를 전달한다. 또한, 운영체계는 프린트 출력과 같이 배치작업들을 대신 관리해줌으로써, 실행중인 응용프로그램이 이런 종류의 작업으로부터 해방될 수 있도록 하고, 병렬처리가 가능한 컴퓨터들에서, 운영체계는 프로그램을 어떻게 분할할 것인지를 관리함으로써 한번에 한 개의 프로세서 이상에서 실행될 수 있도록 한다.In addition, the operating system manages memory sharing among a plurality of applications, and transmits a message about an operating situation or an error to an application, a user, or an operator. In addition, the operating system manages batch jobs instead, such as printouts, so that running applications can be freed from this type of job, and on computers capable of parallel processing, the operating system can determine how to divide the program. Management allows it to run on more than one processor at a time.

이하 도 1을 참조하여 종래의 운영체계와 응용 프로그램간의 메모리 관리 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a memory management method between a conventional operating system and an application program will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 종래의 메모리 관리 방법을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional memory management method.

도 1을 참조하면, 응용 프로그램이 운영체계에 동적 메모리 할당 요구 명령을 전송하면, 상기 운영체계는 남아있는 물리적 메모리 공간에서 상기 운용체계가 요구한 크기가 존재하는지 메모리 영역을 조회한다.Referring to FIG. 1, when an application program sends a dynamic memory allocation request command to an operating system, the operating system inquires about a memory area whether the size requested by the operating system exists in the remaining physical memory space.

상기 메모리 영역의 조회 결과 할당 가능한 메모리가 존재하면, 상기 운영체계는 메모리를 할당한다. 그런다음 상기 운용체계는 상기 응용 프로그램에 메모리 할당에 대한 성공/실패 정보를 전송한다.If there is an allocable memory as a result of the inquiry of the memory area, the operating system allocates the memory. The operating system then sends success / failure information for memory allocation to the application.

이때, 상기 메모리 할당에 대한 성공 정보는 할당된 메모리의 시작 포인터를 말하고, 상기 메모리 할당에 대한 실패 정보는 에러 코드를 말한다.In this case, the success information on the memory allocation refers to a start pointer of the allocated memory, and the failure information on the memory allocation refers to an error code.

따라서, 상기 운영체계는 메모리 할당이 성공하면, 해당 응용프로그램에 할당된 메모리의 시작 포인터를 전송하고, 메모리 할당이 실패하면, 해당 응용프로그램에 에러 코드를 전송한다.Therefore, if the memory allocation is successful, the operating system transmits a start pointer of the memory allocated to the application, and if the memory allocation fails, the operating system transmits an error code to the application.

그러나 상기와 같은 종래에는 동적 메모리 할당에 대한 기능외에 에러 방지를 위한 다른 기능은 수행하지 않기 때문에 실제 태스크의 동적 메모리 할당에 대한 실시간 조회가 불가능한 문제점이 있다.However, since the conventional functions as described above do not perform other functions for error prevention other than the function for dynamic memory allocation, there is a problem in that real-time inquiry of dynamic memory allocation of a real task is impossible.

또한, 메모리 할당으로 인한 치명적 에러 발생시 어떤 태스크의 어떤 영역이 동적 메모리로 할당되어 사용되고 있는지를 감시할 수 없어서 디버깅에 어려움이 많은 문제점이 있다.In addition, when a fatal error occurs due to memory allocation, there is a problem that debugging is difficult because it cannot monitor which area of a task is allocated and used as dynamic memory.

따라서, 본 발명의 목적은 운영체계에서 태스크별 동적 메모리 할당 정보를 수집하여 메모리 사용 용량 및 위치 정보를 조회할 수 있도록 함으로써 에러 발생시나 정상 동작시에 치명적인 에러를 방지할 수 있는 메모리 관리 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a memory management method that can prevent a fatal error during error or normal operation by collecting the dynamic memory allocation information for each task in the operating system to query the memory usage capacity and location information It is.

도 1은 종래의 메모리 관리 방법을 나타낸 도면.1 is a diagram illustrating a conventional memory management method.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 운영체계에서 동적 메모리 관리 방법을 나타낸 도면.2 illustrates a dynamic memory management method in an operating system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 TCB 영역에 입력되는 메모리 할당 정보를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating memory allocation information input to a TCB area according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동적 메모리 할당 정보를 출력하는 방법을 나타낸 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method of outputting dynamic memory allocation information according to an exemplary embodiment of the present invention.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 응용 프로그램으로부터 메모리 할당 요구 명령이 수신되면, 할당 가능한 메모리가 존재하는지의 여부를 판단하고, 상기 판단결과 할당 가능한 메모리가 존재하면, 메모리를 할당함과 동시에 해당 태스크의 태스크 제어 블럭(TCB) 영역에 메모리 할당 정보를 입력하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention to achieve the above object, when a memory allocation request command is received from an application program, it is determined whether there is an allocable memory, and if the memory that is available for allocation is determined, the memory is allocated. In addition, a memory management method is provided comprising inputting memory allocation information into a task control block (TCB) area of a corresponding task.

상기 판단결과 할당 가능한 메모리가 존재하지 않으면, 에러코드, 동적 메모리로 할당될 수 있는 물리적 주소값, 누적된 동적 메모리 할당값의 최대 범위를 포함하는 에러 상황 정보를 전송한다.If there is no memory that can be allocated as a result of the determination, error condition information including an error code, a physical address value that can be allocated to the dynamic memory, and a maximum range of the accumulated dynamic memory allocation value is transmitted.

상기 메모리 할당 정보는 해당 태스크의 고유번호, 태스크의 상태, 메모리 할당 포인터를 포함한다.The memory allocation information includes a unique number of the task, a state of the task, and a memory allocation pointer.

상기 메모리 할당 포인터는 할당된 메모리 크기, 할당된 메모리의 시작 포인터, 현재까지 누적된 메모리 크기를 포함하고, TCB(Task Control Block)에 링크드 리스트 구조로 연결되어 있다.The memory allocation pointer includes an allocated memory size, a start pointer of the allocated memory, and a memory size accumulated so far, and is connected to the task control block (TCB) in a linked list structure.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 사용자로부터 메모리 할당 정보 요구 명령이 수신되면, 상기 메모리 할당 정보 요구 명령을 전송한 태스크의 고유번호(Task ID)를 추출하고, 상기 추출된 태스크의 고유번호에 해당하는 태스크 제어 블럭을 추출한 후, 상기 추출된 태스크 제어 블럭에서 동적 메모리 할당에 대한 구조를 이용하여 해당 태스크의 메모리 할당 정보를 추출하여 상기 사용자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, when a memory allocation information request command is received from a user, a unique ID (Task ID) of the task that has transmitted the memory allocation information request command is extracted, and corresponding to the extracted unique number of the task. After the task control block is extracted, the memory management method is provided by using the structure of the dynamic memory allocation in the extracted task control block to extract the memory allocation information of the task and transmit it to the user.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 운영체계에서 동적 메모리 관리 방법을 나타낸 도면이다.2 illustrates a dynamic memory management method in an operating system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 응용 프로그램이 운영체계에 동적 메모리 할당 요구 명령을 전송하면, 상기 운영체계는 남아있는 물리적 메모리 공간에서 상기 응용프로그램이 요구한 크기의 메모리가 존재하는지 메모리 영역을 조회한다.Referring to FIG. 2, when an application program sends a dynamic memory allocation request command to an operating system, the operating system inquires about a memory area whether the memory of the size requested by the application program exists in the remaining physical memory space.

상기 메모리 영역의 조회결과 할당 가능한 메모리가 존재하면, 상기 운영체계는 메모리를 할당한다. 상기 운영체계는 메모리를 할당한 후, 해당 태스크의 태스크 제어블럭(이하 TCB(Task Control Block)라 칭함)영역에 메모리 할당 정보를 입력한다. 상기 TCB는 운영체계에서 태스크들의 상태 정보 및 Task ID, Register 값, 기타 자원 관련 정보들을 관리하기 위해 생성한 구조체이다. 즉, 태스크가 하나씩 생성될 때마다 해당 태스크에 대한 TCB가 함께 생성되어 태스크별 정보를 관리한다. 따라서, 운영체계에서는 Scheduling이 일어날때나 태스크별 동작이 발생할 때 해당 TCB를 참조한다.If there is an allocable memory as a result of the inquiry of the memory area, the operating system allocates the memory. After allocating a memory, the operating system inputs memory allocation information into a task control block (hereinafter referred to as a task control block (TCB)) region of a corresponding task. The TCB is a structure created by the operating system to manage task status information, task ID, register value, and other resource related information. That is, each time a task is created, a TCB for the task is generated together to manage task-specific information. Therefore, the operating system refers to the TCB when scheduling or task-specific operation occurs.

상기 TCB 영역에 입력되는 메모리 할당 정보에 대한 상세한 설명은 도 3을참조한다.A detailed description of the memory allocation information input to the TCB area is shown in FIG. 3.

해당 태스크에 대한 메모리가 할당되면, 상기 운영체계는 해당 응용 프로그램에 메모리 할당에 대한 성공/실패 정보를 전송한다.When the memory for the task is allocated, the operating system transmits success / failure information on the memory allocation to the corresponding application.

상기 메모리 할당에 대한 성공 정보는 할당된 메모리의 시작 포인터를 말하고, 상기 메모리 할당에 대한 실패 정보는 에러 상황 정보를 말한다. 상기 에러 상황 정보는 에러 코드, 동적 메모리로 할당될 수 있는 물리적 주소값, 누적된 동적 메모리 할당 값이 얼마를 넘지 않도록 하느냐의 정보 등을 말한다.The success information on the memory allocation refers to the start pointer of the allocated memory, and the failure information on the memory allocation refers to the error situation information. The error condition information refers to an error code, a physical address value that can be allocated to the dynamic memory, and information on how much the accumulated dynamic memory allocation value does not exceed.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 TCB 영역에 입력되는 메모리 할당 정보를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating memory allocation information input to a TCB area according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, TCB는 해당 태스크의 고유번호(이하 TID(Task ID)라 칭함), 해당 태스크의 구동 여부를 나타내는 태스크 상태, 메모리 할당 포인터(malloc_ptr.) 등을 포함한다. 상기 메모리 할당 포인터는 메모리 할당 정보를 위한 새로운 구조를 추가한다. 상기 추가된 구조는 할당된 메모리 크기, 할당된 메모리의 시작 포인터, 현재까지 누적된 메모리 크기 등을 포함하는 것으로서, TCB에 링크드 리스트 구조로 연결된다. 이때, 각각의 메모리 할당 정보는 하나의 리스트로 구성되어 복수개로 연결된 형태이다. 응용 프로그램이 계속하여 동적 메모리를 할당할때마다 해당 리스트들이 하나씩 증가하며 TCB에 연결된다.Referring to FIG. 3, the TCB includes a unique number (hereinafter, referred to as a task ID) of a corresponding task, a task state indicating whether the corresponding task is driven, a memory allocation pointer (malloc_ptr.), And the like. The memory allocation pointer adds a new structure for memory allocation information. The added structure includes an allocated memory size, a start pointer of the allocated memory, a memory size accumulated so far, and is connected to the TCB in a linked list structure. At this time, each memory allocation information is composed of one list and connected in plurality. Each time the application continues to allocate dynamic memory, the lists are incremented by one and linked to the TCB.

상기 메모리 할당 정보는 온라인 운용중에 사용자가 임의의 명령어를 입력하여 출력할 수 있다.The memory allocation information may be output by a user inputting an arbitrary command during online operation.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동적 메모리 할당 정보를 출력하는 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of outputting dynamic memory allocation information according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 사용자로부터 메모리 할당 정보 요구 명령이 수신되면(S400), 운영체계는 상기 메모리 할당 정보 요구 명령을 전송한 TID를 추출한다(S402). 그런다음 상기 운영체계는 상기 추출된 TID에 해당하는 TCB를 추출하여(S404), 상기 추출된 TCB에서 동적 메모리 할당에 대한 구조를 이용하여 해당 태스크의 메모리 할당 정보를 추출한다(S406).Referring to FIG. 4, when a memory allocation information request command is received from a user (S400), the operating system extracts a TID transmitting the memory allocation information request command (S402). Then, the operating system extracts the TCB corresponding to the extracted TID (S404), and extracts memory allocation information of the task using the structure of the dynamic memory allocation from the extracted TCB (S406).

단계 406의 수행후, 상기 운영체계는 상기 추출된 메모리 할당 정보를 사용자에게 전송한다(S408).After performing step 406, the operating system transmits the extracted memory allocation information to the user (S408).

사용자는 상기 운영체계로부터 전송된 메모리 할당 정보를 이용하여 특정 태스크가 너무 많은 메모리 영역을 소모하고 있거나 다른 태스크의 데이터 영역을 침범하고있는지를 바로 확인할 수 있다. 이때 할당받은 메모리 사작 포인터값과 메모리 크기를 통해 에러 사항을 판단할 수 있다.The user can use the memory allocation information transmitted from the operating system to immediately check whether a particular task is consuming too much memory area or invading another task's data area. At this time, the error can be determined through the allocated memory operation pointer value and the memory size.

에러가 발생된 경우, 해당 태스크가 더 이상 동적 메모리를 할당받지 못하게 하거나 혹은 해당 영역을 즉시 반환함으로써 에러를 최소화할 수 있다.If an error occurs, you can minimize the error by either preventing the task from allocating dynamic memory or returning the area immediately.

상기와 같이 에러가 발생된 경우, 초기 동적 메모리 할당 요구 명령시 운영 체계에 해당 에러 상황에 대한 정보를 입력값과 함께 넘겨줌으로써 운영체계가 동적 메모리 할당 시기에 에러를 감지해 낼수 있다.When an error occurs as described above, the operating system can detect an error at the time of dynamic memory allocation by passing information on the error situation to the operating system along with an input value when an initial dynamic memory allocation request command is issued.

이와 같이 할 경우 응용 프로그램에서 에러를 감지하는 것보다 훨씬 적절한 시기에 감시될 수 있으므로, 치명적인 에러로부터 프로그램을 보호할 수 있다. 이때, 넘겨줄 수 있는 입력값으로는 동적 메모리로 할당될수 있는 물리적 주소 값 및누적된 동적 메모리 할당 값이 얼마를 넘지 않도록 하느냐의 정보 등이 있다.This way, the application can be monitored at a more timely time than detecting errors, thus protecting the program from fatal errors. At this time, input values that can be passed include physical address values that can be allocated to the dynamic memory and information on how much the accumulated dynamic memory allocation value does not exceed.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 응용 프로그램에서 사용하는 동적 메모리의 할당시에 발생할 수 있는 수많은 메모리 참조 에러를 미리 방지하여 시스템 다운 등과 같은 치명적인 에러로부터 프로그램을 보호할 수 있는 메모리 관리 방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a memory management method that can protect a program from a fatal error such as system down by preventing a large number of memory reference errors that may occur when allocating dynamic memory used in an application program. .

또한, 동적 메모리 할당에 대한 태스크별 정보를 운영체계와 응용 프로그램이 공유함으로써 태스크별 메모리 사용량을 감시할 수 있는 메모리 관리 방법이 제공된다.In addition, a memory management method for monitoring memory usage by a task is provided by sharing information for each task on dynamic memory allocation between an operating system and an application.

Claims (7)

응용 프로그램으로부터 메모리 할당 요구 명령이 수신되면, 할당 가능한 메모리가 존재하는지의 여부를 판단하는 단계;및If a memory allocation request command is received from an application program, determining whether or not there is memory available for allocation; and 상기 판단결과 할당 가능한 메모리가 존재하면, 메모리를 할당함과 동시에 해당 태스크의 태스크 제어 블럭(TCB) 영역에 메모리 할당 정보를 입력하는 단계If allocating memory exists, inputting memory allocation information to a task control block (TCB) area of a task at the same time; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.Memory management method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 판단결과 할당 가능한 메모리가 존재하지 않으면, 에러코드, 동적 메모리로 할당될 수 있는 물리적 주소값, 누적된 동적 메모리 할당값의 최대 범위를 포함하는 에러 상황 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.If the memory that can be allocated as a result of the determination, the error management information including the error code, the physical address value that can be allocated to the dynamic memory, and the maximum range of the accumulated dynamic memory allocation value is transmitted. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태스크 제어 블럭(TCB)은 태스크가 생성될 때마다 생성되어 태스크의 메모리 할당 정보를 관리하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.The task control block (TCB) is generated each time a task is generated, characterized in that for managing the memory allocation information of the task. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메모리 할당 정보는 해당 태스크의 고유번호, 태스크의 상태, 메모리 할당 포인터를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.The memory allocation information includes a unique number of a corresponding task, a state of a task, and a memory allocation pointer. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 메모리 할당 포인터는 할당된 메모리 크기, 할당된 메모리의 시작 포인터, 현재까지 누적된 메모리 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.And the memory allocation pointer comprises an allocated memory size, a start pointer of the allocated memory, and a memory size accumulated so far. 제4항 및 제5항에 있어서,The method according to claim 4 and 5, 상기 메모리 할당 포인터는 태스크 제어 블럭에 링크드 리스트 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.The memory allocation pointer is connected to a task control block in a linked list structure. 사용자로부터 메모리 할당 정보 요구 명령이 수신되면, 상기 메모리 할당 정보 요구 명령을 전송한 해당 태스크의 고유번호를 추출하는 단계;If a memory allocation information request command is received from a user, extracting a unique number of a corresponding task that has transmitted the memory allocation information request command; 상기 추출된 태스크의 고유번호에 해당하는 태스크 제어 블럭을 추출하는 단계;Extracting a task control block corresponding to a unique number of the extracted task; 상기 추출된 태스크 제어 블럭에서 해당 태스크의 메모리 할당 정보를 추출하는 단계;및Extracting memory allocation information of the task from the extracted task control block; and 상기 추출된 메모리 할당 정보를 상기 사용자에게 전송하는 단계Transmitting the extracted memory allocation information to the user. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 관리 방법.Memory management method comprising a.
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