JPH03253952A - バッファ管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数の使用者が共用するバッファメモリを複
数のバッファセルに分割して使用するシステムに好適な
バッファ管理方式に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、種々のシステムにおいて、バッファメモリを
複数の使用者が共用することが行われている。このよう
なシステムでは、バッファメモリを複数のバッファセル
に分割し、そのバッファセルごとに「使用中」あるいは
「未使用」の状態を表すフラグを設け、フラグのアドレ
スと対応するバッファセルのメモリアドレスとが１対１
に対応するようにそのフラグを配置したバッファ状態テ
ーブル群を構成して、各使用者のバッファ確保要求等を
管理していた。即ち、使用者からバッファ確保要求がな
されると、そのバッファ確保要求時ごとにバッファ状態
テーブル群の「未使用」状態のフラグを探索して、空い
ているバッファセルをその使用者用に確保していた。

このような従来の監理方式によれば、例えば、ある使用
者ｌが確保したバッファセル１にデータ１を設定して他
の使用者２に引継ぎ、使用者２がデータｌの前方にデー
タ１に連続するようにデータ２を設定する場合、使用者
２は別のバッファセル２を確保した上でデータ２をバッ
ファセル２に設定し、バッファセル２の次にバッファセ
ルｌをチエインしていた。

Ｅ発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の技術におけるバッファ管理方
式では、以下に述べる性能上のオーバヘッドが問題点と
なっていた。

（１）バッファ確保要求時ごとに「未使用」状態のフラ
グを探索するため、特に、残りのバッファセル数が少な
くなると、バッファ確保処理に多くの時間を要し、性能
上のオーバヘッドとなっていた。

（２）バッファセルのチエインを行う場合、前述の従来
例で述べれば、バッファセル２の確保処理とチエインを
張る処理を必要とし、かつ他の使用者３が両バッファセ
ルのチエインをたどって連続するデータ２及びデータ１
を読出す処理に余分な時間を要するなど、性能上のオー
バヘッドとなっていた。

本発明は、性能上のオーバヘッドの増大という従来のバ
ッファ管理方式の問題点を、システム規模の大きな増大
を伴わないで解決することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明のバッファ管理方式
の第１の構成は、 バッファメモリを複数のバッファセルに分割し、各バッ
ファセルに属性を付与してそれぞれに対応する使用中あ
るいは未使用を表わすフラグを設け、そのフラグにより
使用者の要求に応じてバッファセルの確保を行うバッフ
ァ管理方式において、予め上記フラグか未使用であるバ
ッファセルを所定数まで確保する手段と、上記確保した
バッファセルの属性を記憶しておく手段とを設け、上記
使用者からのバッファセルの確保の要求に対し上記属性
を記憶しておく手段から必要な数のバッファセルの属性
を出力することを特徴とする。

また、同じく本発明の第２の構成は、 バッファメモリを複数のバッファセルに分割し、各バッ
ファセルに属性を付与してそれぞれに対応する使用中あ
るいは未使用を表わすフラグを設け、そのフラグにより
使用者の要求に応じてバッファセルの確保を行うバッフ
ァ管理方式において、上記バッファセルの属性に対応し
てバッファセルの形式に関する情報を記憶しておく手段
と、予め与えられた上記形式に関する情報に従ってバッ
ファセルの前部に指定の長さのオフセットフィールドを
設定する手段とを設け、上記使用者のバッファセルの確
保の要求に対し該バッファセルとともに上記オフセット
フィールドも合せて確保しつつその確保したバッファセ
ルの属性を出力することを特徴とする。

［作用コ 本発明は、バッファ管理の処理空き時間などに使用中／
不使用のフラグを検索して、予め所定数のバッファセル
を確保しておき、利用者がバッファセルの確保を要求し
たときは、その確保した所定数のバッファセルから必要
な数のバッファセルの属性を出力してバッファセルを即
座に割り当てることにより、使用者のバッファ確保持ち
時間をほぼ持ち無しに短縮して性能上のオーバヘッドを
短縮する。

また、使用者が指定した場合には、バッファセルの前方
にあらかじめ初期設定した長さのオフセットフィールド
を有する形式のバッファセルを、オフセットフィールド
長を指定のバッファＷ理テーブルに初期設定しておくこ
とにより管理し、バッファセルの確保の要求に対して出
力する属性は、バッファセルに対応させることにより、
使用者が別のバッファを確保してチエインすることなく
、バッファセルの前部にデータを設定できるようにして
、新たなデータ設定用のバッファセルの確保の処理とチ
エインの処理の必要性を無くし、性能上のオーバヘッド
を短縮する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の概念を示すバッファ管理部
のブロック図である。本実施例は、複数の使用者がバッ
ファメモリを共用し、そのバッファメモリを複数のプー
ルに分割し、さらにそのプールを複数のバッファセルに
分割し、プールごとに各バッファセルの使用状態を管理
し、使用者からのバッファ確保要求あるいは解放要求に
基づいてバッファセルの確保あるいは解放を行うシステ
ムに適用した場合を例とする。本実施例の構成において
、Ｉは使用者からの要求内容を分析し各処理部に伝える
要求分析処理部、２はバッファセル数やバッファセル長
およびオフセットフィールド長等のバッファ情報を保持
するバッファ管理テーブル群、３は各バッファセルごと
に「使用中」あるいは「未使用」という状態を表しかつ
そのアドレスとバッファセルのメモリアドレスとがｌ対
ｌに対応するように配置したフラグにより構成されるバ
ッファ状態テーブル群、４は要求分析処理部ｌから伝達
されるバッファ情報設定要求により指定されるバッファ
情報を指定のバッファ管理テーブル群２のテーブルに設
定するとともに指定のバッファ状態テーブル群３のテー
ブルを未使用状態に初期化するバッファ管理処理部、５
は予め処理空き時間などに各プール毎にバッファセルを
所定数になるまでバッファ状態テーブル群３のテーブル
の探索により未使用のバッファセルを見つけそのバッフ
ァアドレスを出力するとともに当該ノ＜・ソファセルを
使用中とするようバッファ状態テーブル群３を更新する
バッファ確保処理部、６は要求処理部Ｉから伝達される
使用者からのバッファ解放要求に基づいて指定のメモリ
アドレスに対応するバッファセルを未使用とするよう対
応するバッファ状態テーブル群３のテーブルを更新する
バッファ解放処理部、７はバッファ確保処理部５により
確保され出力されるバッファセルのメモリアドレスをプ
ール毎に所定数記憶しておき要求分析処理部ｌから伝達
されるバッファ確保要求に基づいて指定のプール中のバ
ッファセルのメモリアドレスを先頭から必要数分出力す
るメモリアドレス・キュー群である。上記において、バ
ッファセルの属性を表わすものが、上記のメモリアドレ
スである。

以下に、このような構成による本実施例の７くソファ管
理方式を説明する。要求分析処理部ｌは、使用者からの
要求を分析し、その種別に応じ、バッファ情報設定要求
であれば、その内容（バッファ情報）をバッファ管理処
理部４に伝達し、バッファ確保要求であれば、その内容
（確保プール番号）をバッファ確保処理部５及びメモリ
アドレス・キュー群７に伝達し、バッファ解放要求であ
れば、その内容（メモリアドレス）をバッファ解放処理
部６に伝達する。バッファ管理処理部４は、要求分析処
理部ｌから伝達されたバッファ情報をバッファ管理テー
ブル群２に設定するとともに、同情報に基づきバッファ
状態テーブル群３を初期化（全バッファセルを「未使用
」状態とすること）する。

その際、使用者がバッファ情報設定要求において指定し
た場合には、バッファ情報の一つとして指定される長さ
のオフセットフィールドを前部に持つ形式のバッファセ
ルを管理する。メモリアドレス・キュー群７は、要求分
析処理部Ｉから伝達されたプール番号に対応するメモリ
アドレスを先頭から即座に出力する。これにより、利用
者の７くツファ確保持ち時間が、はぼ無しに短縮される
。バッファ確保処理部５は、メモリアドレス・キュー群
７からバッファ確保要求に対するメモリアドレスの出力
を行ったときからその後の時間において、要求分析処理
部ｌから伝達されたプール番号に対応するバッファ情報
をバッファ管理テーブル群２から読出すとともに、バッ
ファ状態テーブル群３の探索により「未使用」状態のバ
ッフアゼルのフラグアドレスを取得し、メモリアドレス
を計算してメモリアドレス・キュー群７の該当プールの
最後に格納すると同時に、当該フラグを「使用中」状態
とする。バッファ解放処理部６は、要求分析処理部ｌか
ら伝達されたメモリアドレスに対応するバッファ情報を
バッファ管理テーブル群２から読み出し、フラグアドレ
スを計算しバッファ状態テーブル群３の当該フラグを「
未使用」状態とする。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は上記バッファ管理方式
におけるバッファメモリと各テーブル群の関連を示す説
明図である。第２図（ａ）は、本発明に基づくバッファ
メモリ８の分割例を表す。

各プールごとに、バッファ情報に基づいて、長さＬｅの
バッファセル（ボディ）の前方に長さし。のオフセット
フィールドが設定される。各バッファセルの属性を示す
メモリアドレスＡ０〜Ａ１・・は、各バッファセル域の
先頭のメモリアドレスである。

このようにオフセットフィールドを設定し管理すること
により、バッファセルの確保とともにオフセットフィー
ルドが確保され、後の利用者がバッファセルの前方Ｉこ
データを設定したい場合に、新たにバッファセルを確保
してチエイン処理を行う必要が無くなる。第２図（ｂ）
は、バッファセル状態テーブル群３の構成例を表す。各
プールごとに、バッファセルに対応させて、バッファセ
ル数分だけフラグを連続的に配置する。第２図（Ｃ）は
、バッファセル管理テーブル群２の構成例を表す。各プ
ールごとに、プールの先頭アドレスＡｓ１バツフアセル
長Ｌａ、オフセットフィールド長し。、バッファセル数
ｎの各バッファ情報を保持する。

このバッファ情報に基づき、バッファ確保処理における
確保バッファセルのフラグアドレスＸ対応のメモリアド
レスＡ、を求める計算は、Ａ、１−（Ａｓ＋　Ｌ　ｏ）
＋　ｘ　Ｘ　（Ｌ　ｏ　＋　Ｌａ）・・（ア）で行う。

また、バッファ解放処理におけるメモリアドレスＡ、対
応のフラグアドレスＸの計算は、ｘ　＝　（Ａｘ　　（
Ａｓ＋　Ｌ　ｏ））／　（Ｌ　ｏ　＋　Ｌ　ａ）・・（
イ）で行う。バッファ確保処理部５及びバッファ解放処
理部６は、それぞれ上式（ア）および（イ）に示す計算
を行うアドレス計算手段を有する。

第３図及び第４図は、バッファ確保処理の具体例を表す
説明図である。第３図は、各処理部間の伝達情報の流れ
を表し、第４図は、バッファ確保処理部５内の詳細処理
内容を表している。

２１はプール１用のバッファ管理テーブル、２１はプー
ルｌ用のバッファ管理テーブル、３１はプールｌ用のバ
ッファ状態テーブル、３ｉはプールｌ用のバッファ状態
テーブル、５１はバッファ確保処理部５のアドレス計算
手段、７１はプールｌ用のメモリアドレス・キュー　７
１はプールｌ用のメモリアドレス・キューである。また
、ＢＡＩ。

はプールＩのメモリアドレス、ｎ＋はプールｌのバッフ
ァセル数、Ａｌｓはプールｌの先頭アドレス、Ｌｌ。は
プールＩのオフセットフィールド長、Ｌ１８はプールｌ
のバッファセル長であり、これらのｎ１Ａ□ｓ、　Ｌｔ
ａ、　Ｌｔａのバッファ情報は、バッファ管理テーブル
２１より読出される。本実施例におけるバッファ確保処
理は、第４図にも示す以下の（１）〜（６）の順序でな
される。

（１）メモリアドレス・キュー７１は、要求分析処理部
ｌからプール番号＝°　ｌｏを伝達されると、そのプー
ル番号（’ｌ’）に対応する同キュー７１の先頭のメモ
リアドレス＝’　ＢＡＩ　１’を出力する。

（２）同時にバッフｙＶｆｌ保処理部５は、要求分析処
理部ｌからプール番号＝°　ｌｏを伝達され、そのプー
ル番号（’１’）に対応するバッファ管理テーブル２１
からバッファ情報（プール先頭アドレス＝　’　Ａ　Ｉ
！’　、バッファセル長＝’Ｌ１！１オフセットフィー
ルド長＝’Ｌよ。°）を読出すとともに、同じくそのプ
ール番号（’ｌ’）に対応するバッファ状態テーブル３
１を探索し「未使用」（−〇）状態のフラグアドレス＝
゛　ｉｏを取得する。第４図に示すように、バッファ確
保処理部５は、バッファ確保ポインタＡｔを有し、同ポ
インタＡｌを用いて上記したバッファ状態テーブル３１
の探索をフラグアドレスの昇順に行う。

（３）バッファ確保処理部５は、探索により得られたフ
ラグアドレス及びバッファ管理テーブル２１から読出し
たバッファ管理情報に基づき、アドレス計算手段５１に
より前部（ア）でメモリアドレスＡｉを計算する。

（４）上記計算したバッファセルのメモリアドレスＡｉ
により確保済のバッファセルのメモリアドレスＢＡ１ｉ
としてメモリアドレス・キュー７１に格納する。

（５）さらに、バッファ確保処理部５は、バッファ状態
テーブル３Ｉのフラグアドレス＝　ｉのフラグを「使用
中Ｊ（＝１）状態とする。

（６）最後に、確保ポインタＡｌを昇順に「未使用Ｊ　
（＝Ｏ）を示すフラグアドレスまで進めておく。

第５図及び第６図は、バッファ解放処理の具体例を表す
説明図である。第５図は、各処理部間の伝達情報の流れ
を表し、第６図は、バッファ解放処理部６内の詳細処理
内容を表している。

２１はプールｌ用のバッファ管理テーブル、２１はプー
ルｌ用のバッファ管理テーブル、３１はプールｌ用のバ
ッファ状態テーブル、３１はプール、用のバッファ状態
テーブル、６１はバッファ解放処理部６のアドレス計算
手段、７１はプールｌ用のメモリアドレス・キュー　７
ｉはプールｌ用のメモリアドレス・キューである。また
、ＢＡｌｘはプールｌのメモリアドレス、ｎ□はプール
ｌのバッファセル数、ＡＬｓはプールｌの先頭アドレス
、Ｌ工。はプールｌのオフセットフィールド長、ＬＩＢ
はプールｌのバッファセル長であり、これらのｎ□、Ａ
□１１．ＬＡ。、Ｌ□８のバッファ情報は、バッファ管
理テーブル２Ｉにより読み出される。本実施例における
バッファ解放処理は、第６図にも示しである以下の（１
）〜（３）の順序でなされる。

（１）バッファ解放処理部６は、要求分析処理部Ｉから
解放バッファセルのメモリアドレス＝　ＢＡｌ　ｉ’を
伝達されると、そのメモリアドレスＡｉに対応するバッ
ファ管理テーブル２Ｉからバッファ情報（ブール先頭ア
ドレス°Ａ１５％バッファセル長”’ＬＩＢ’、オフセ
ットフィールド長＝’　Ｌｌ、’　）を読み出す。

（２）上記で読み出した情報から、アドレス計算手段６
１により、前部（イ）で解放バッファセルＡｉに対応す
るフラグアドレス＝°　ｉｏを計算する。

（３）バッファ解放処理部６は、上記の計算結果に基づ
いて、対応するバッファ状態テーブル３１の中のフラグ
アドレス＝゛ｉ゛のフラグを「未使用」（＝０）状態に
する。

（４）バッファ解放処理部６に設けた解放ポインタＢｌ
をフラグアドレスｉに進める。

本実施例の具体的適用ケースとしては、複数回線を収容
しかつ複数プロトコルを実装し、各プロトコル処理部が
バッファメモリを共用する通信制御処理装置がある。同
装置において本実施例によるバッファ管理部を設け、各
プロトコル処理部はバッファ管理部に対し、送信データ
を設定するバッファセルの確保を要求し、送信完了後バ
ッファセルが不要となった時点で同バッファセルの解放
を要求する。また、各プロトコル処理部はバッファ管理
部に対し、受信時に受信データの設定用にバッファセル
の確保を要求し、受信データのホストへの転送後バッフ
ァセルが不要となった時点で同バッファセルの解放を要
求する。

なお、上記実施例では、使用者のバッファセルの確保要
求に対しメモリアドレス・キュー群を設けて即座にメモ
リアドレスを出力する管理方式と、バッファセルの形式
に関してバッファセルの前部にオフセットフィールドを
設けて管理するバッファ管理方式と組み合わせて実施す
る例を示したが、それぞれの管理方式を単独で実施した
場合にも、性能上のオーバヘッドの改善が図られる。こ
のように、本発明はその主旨に沿って種々に応用され、
種々の実施態様を取り得るものである。

［発明の効果］ 以上の説明で明あかなように、本発明のバッファ管理方
式によれば、複数の使用者がバッファメモリを共用し、
そのバッファメモリを複数のバッファセルに分割して各
バッファセルの使用状態を管理し、使用者からのバッフ
ァ確保要求に基づいてバッファセルの確保を行うシステ
ムなどにおいて、次の効果を期待できる。

（１）本発明によるバッファ管理部の処理空き時間など
に、次要求時に確保処理すべきバッファセルの属性をあ
らかじめ計算して記憶手段に設定しておき、確保要求時
にはまず記憶手段中の属性を出力することにより、バッ
ファセル確保処理時間の低減が可能となる。

（２）複数の使用者間でバッファセルを引継ぎ、同じバ
ッファセルの前方にデータを設定する場合、オフセット
フィールドを使用することにより、新たなバッファセル
を確保しバッフ７セルのチエインを行うことが不要とな
り、性能上のオーバヘッドの軽減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念を示すバッファ管理部
のブロック図、・第２図（ａ）、（ｂ）。 （Ｃ）は上記実施例のバッファメモリと各テーブル群の
関連を示す説明図、第３図、第４図は上記実施例のバッ
ファ確保処理の具体例を表わす説明図、第５図、第６図
は上記実施例のバッファ解放処理の具体例を表わす説明
図である。 ｌ・・・要求分析処理部、２・・・バッファ管理テーブ
ル群、２１・・・バッファ管理テーブル（プールｌ用）
２１・・・バッファ管理テーブル（プールｌ用）、３・
・・バッファ状態テーブル群、３１・・・バッファ状態
テーブル（プール１用）、３１・・・バッファ状態テー
ブル（プールｌ用）、４・・・バッファ管理処理部、５
・・・バッファ確保処理部、Ａｔ・・・バッファ確保ポ
インタ（プールｌ用）、６・・・バッファ解放処理部、
Ｂｌ・・・バッファ解放ポインタ（プールｌ用）、５１
．６１・・・アドレス計算手段（プール１用）、７・・
・メモリアドレス・キュー群、７１・・・メモリアドレ
ス・キュー（プールｌ用）、７１・・・メモリアドレス
・キュー（プールｌ用）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バッファメモリを複数のバッファセルに分割し、
   各バッファセルに属性を付与してそれぞれに対応する使
   用中あるいは未使用を表わすフラグを設け、そのフラグ
   により使用者の要求に応じてバッファセルの確保を行う
   バッファ管理方式において、 予め上記フラグが未使用であるバッファセルを所定数ま
   で確保する手段と、 上記確保したバッファセルの属性を記憶しておく手段と
   を設け、 上記使用者からのバッファセルの確保の要求に対し上記
   属性を記憶しておく手段から必要な数のバッファセルの
   属性を出力することを特徴とするバッファ管理方式。
2. （２）バッファメモリを複数のバッファセルに分割し、
   各バッファセルに属性を付与してそれぞれに対応する使
   用中あるいは未使用を表わすフラグを設け、そのフラグ
   により使用者の要求に応じてバッファセルの確保を行う
   バツファ管理方式において、 上記バッファセルの属性に対応してバッファセルの形式
   に関する情報を記憶しておく手段と、予め与えられた上
   記形式に関する情報に従ってバッファセルの前部に指定
   の長さのオフセットフィールドを設定する手段とを設け
   、 上記使用者のバッファセルの確保の要求に対し該バッフ
   ァセルとともに上記オフセットフィールドも合せて確保
   しつつその確保したバッファセルの属性を出力すること
   を特徴とするバッファ管理方式。