本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例涉及存儲(chǔ)空間的管理，尤其是存儲(chǔ)器管理單元或本領(lǐng)域技術(shù)人員通常稱作的MMU，并且更特別地涉及用于管理虛擬存儲(chǔ)緩沖器和物理存儲(chǔ)器(例如直接存取存儲(chǔ)器(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或RAM)或可以形成這些易失性存儲(chǔ)器的擴(kuò)展的海量存儲(chǔ)設(shè)備(諸如硬盤))之間的可變大小的虛擬存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)分配的可應(yīng)用的存儲(chǔ)空間管理設(shè)備。

背景技術(shù)：

這些動(dòng)態(tài)分配是由于源自控制裝置(諸如微處理器或直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制器，但是不限于這些示例)的例如分配虛擬存儲(chǔ)空間的請(qǐng)求。

通常而言，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)空間管理設(shè)備通常將虛擬存儲(chǔ)空間分區(qū)成相同大小的多個(gè)頁(yè)面。因此，每個(gè)虛擬地址是包括第一字段和第二字段的對(duì)，第一字段指示虛擬地址頁(yè)號(hào)，第二字段表示與所述頁(yè)號(hào)相對(duì)應(yīng)的虛擬地址頁(yè)面內(nèi)的偏移。易失性存儲(chǔ)器通常包括被分區(qū)成與虛擬地址頁(yè)面具有相同大小的多個(gè)幀的物理地址空間。

這樣的設(shè)備還具有被配置用于將虛擬地址轉(zhuǎn)換成物理地址的頁(yè)面表。所述頁(yè)面表實(shí)際上使頁(yè)號(hào)與對(duì)應(yīng)的幀號(hào)相關(guān)聯(lián)。

由于虛擬地址頁(yè)面與物理地址幀具有相同的大小，所以這樣的設(shè)備通常沒(méi)有阻止可能的內(nèi)部碎片。

另外，響應(yīng)于對(duì)于虛擬存儲(chǔ)空間的分配請(qǐng)求，這樣的設(shè)備通常分配與易失性存儲(chǔ)器內(nèi)的合適的物理存儲(chǔ)空間相對(duì)應(yīng)的虛擬存儲(chǔ)空間中的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的虛擬緩沖器存儲(chǔ)器。由于大的緩沖器存儲(chǔ)器通常需要多個(gè)分配，所以在虛擬地址空間中會(huì)逐漸出現(xiàn)碎片，這 可能阻止給定大小的虛擬存儲(chǔ)空間的新的分配，即使空閑虛擬地址空間的大小之和大于所述給定大小。這種稱為“外部碎片”的問(wèn)題對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。

通常提供了基于包括不同大小的虛擬緩沖器存儲(chǔ)器或使用具體算法(諸如聯(lián)合算法)的虛擬存儲(chǔ)空間管理設(shè)備的多個(gè)解決方案，用于克服內(nèi)部碎片的問(wèn)題或者外部碎片的問(wèn)題。

然而，所提供的這些解決方案仍然存在以下缺陷中的至少一個(gè)：內(nèi)部碎片、外部碎片和對(duì)應(yīng)設(shè)備中的微處理器處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例，提供了一種用于管理虛擬存儲(chǔ)空間的設(shè)備，其包括不同的虛擬地址機(jī)制用于明顯減少內(nèi)部碎片和外部碎片而沒(méi)有使用需要微處理器處理的具體算法。

根據(jù)另一實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例，提供這樣的設(shè)備而沒(méi)有對(duì)硅表面積要求有太多影響。

根據(jù)一方面，提供了一種存儲(chǔ)空間管理方法。該方法包括響應(yīng)于針對(duì)虛擬存儲(chǔ)器內(nèi)具有給定存儲(chǔ)大小的虛擬存儲(chǔ)空間的分配請(qǐng)求，所述虛擬存儲(chǔ)器被分區(qū)為虛擬分區(qū)，每個(gè)分區(qū)被細(xì)分為虛擬子分區(qū)，每個(gè)子分區(qū)與物理存儲(chǔ)器的相同或不同大小的多個(gè)扇區(qū)的組合相對(duì)應(yīng)，

a)選擇空閑分區(qū)，

b)選擇與具有覆蓋要分配的虛擬存儲(chǔ)空間的所述給定存儲(chǔ)大小的最小總大小的扇區(qū)的組合相對(duì)應(yīng)的虛擬子分區(qū)，

c)選擇與所述所選擇的組合相對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器的空閑扇區(qū)，

d)確定所選擇的虛擬分區(qū)與所述所選擇的空閑扇區(qū)的初始物理地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，以及

e)生成虛擬地址，虛擬地址包括用于標(biāo)識(shí)所述所選擇的虛擬子分區(qū)的第一部分、以及意圖包含所述虛擬子分區(qū)內(nèi)所分配的所述虛擬存儲(chǔ)空間的不同地址的第二部分。

因此，可以有利地減少內(nèi)部碎片，因?yàn)檫@樣的方法支持可變大小的扇區(qū)。因此，可以向這樣的虛擬存儲(chǔ)器的虛擬分區(qū)(即虛擬緩沖器存儲(chǔ)器)分配最佳地與分配請(qǐng)求的給定存儲(chǔ)大小相對(duì)應(yīng)的不同大小的扇區(qū)。

另外，虛擬分區(qū)與多個(gè)非連續(xù)扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的這一事實(shí)因此幫助減少外部碎片，因?yàn)樗鎏摂M緩沖器存儲(chǔ)器從處理器來(lái)看通常連續(xù)。在這樣的方法中不需要諸如聯(lián)合算法等具體算法，并且處理這樣的方法因此很快。

因此，標(biāo)識(shí)所選擇的扇區(qū)的信息被合并到所生成的虛擬地址中。

根據(jù)一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式，第一部分包括用于標(biāo)識(shí)所述空閑分區(qū)的第一子部分、以及用于標(biāo)識(shí)所述空閑分區(qū)內(nèi)所選擇的子分區(qū)的第二子部分

扇區(qū)的大小可以從增加的參考大小的集合中來(lái)選擇。子分區(qū)的扇區(qū)的組合可以對(duì)應(yīng)于將扇區(qū)的第一數(shù)目與所述集合中第一大小相關(guān)聯(lián)、以及可選地對(duì)應(yīng)于將扇區(qū)的至少一個(gè)第二數(shù)目與緊鄰(immediately)在第一大小以上的所述集合中第二大小相關(guān)聯(lián)。第二子部分可以包括意圖標(biāo)識(shí)所述第一數(shù)目和可選地所述第二數(shù)目的第一字段、以及意圖標(biāo)識(shí)所述第一大小和可選地所述第二大小的第二字段。

當(dāng)沒(méi)有足夠的與所述所選擇的組合相對(duì)應(yīng)的第一大小的空閑扇區(qū)時(shí)，則所述方法還可以包括在步驟c)之后的步驟b)的第一迭代，以確定與第一已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的第一已調(diào)節(jié)子分區(qū)，以使得第二字段關(guān)于所述所選擇的組合的第二字段遞增并且第一字段最小，所述方法還包括在步驟c)之后的步驟c)的第一迭代，用于選擇與所述第一已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的空閑扇區(qū)。

如果沒(méi)有足夠的與所述第一已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的第一大小的空閑扇區(qū)，則所述方法還可以包括例如在步驟c)的第一迭代之后的步驟b)的第二迭代，以確定與第二已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的第二已調(diào)節(jié)子分區(qū)，以使得第二字段關(guān)于所述所選擇的組合的第二字段被遞增并 且第一字段最小，所述方法還包括在步驟c)之后的步驟c)的第二迭代，用于選擇與所述第二已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的空閑物理扇區(qū)。

有利地，對(duì)應(yīng)關(guān)系表針對(duì)每個(gè)虛擬分區(qū)包括多個(gè)扇區(qū)索引，每個(gè)扇區(qū)索引意圖用所選擇的空閑扇區(qū)之一的初始物理地址來(lái)填充。

根據(jù)一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式，扇區(qū)索引首先并首要地用具有最大存儲(chǔ)大小的所選擇的空閑扇區(qū)的初始物理地址來(lái)填充。

所生成的虛擬地址的所述第二部分可以包括例如多個(gè)索引字段，每個(gè)索引字段與專用于參考大小的所述集合中的不同大小的扇區(qū)的扇區(qū)索引相對(duì)應(yīng)。

該方法還可以包括根據(jù)在所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表內(nèi)，指定與從所述第一子部分中選擇的虛擬分區(qū)、所述第一參數(shù)、和表示所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表的開(kāi)始地址的基本地址相對(duì)應(yīng)的扇區(qū)索引中的一個(gè)扇區(qū)索引。

通過(guò)非限制性示例，該方法包括在初始物理地址存儲(chǔ)在所述扇區(qū)索引中的所述所選擇的物理扇區(qū)內(nèi)，根據(jù)所述第二參數(shù)和所述初始物理地址來(lái)指定與所述虛擬地址相對(duì)應(yīng)的絕對(duì)物理地址。

根據(jù)一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式，參考大小的集合包括4個(gè)不同的參考大小，并且所述第二部分可以包括4個(gè)對(duì)應(yīng)的索引字段。

每個(gè)分布可以細(xì)分為例如32個(gè)虛擬子分區(qū)。

每個(gè)子分區(qū)可以與至多可以包括8個(gè)扇區(qū)的組合相對(duì)應(yīng)。

根據(jù)另一方面，提供了一種存儲(chǔ)空間管理設(shè)備。該設(shè)備包括：

虛擬存儲(chǔ)器和處理裝置，虛擬存儲(chǔ)器被分區(qū)成虛擬分區(qū)，每個(gè)分區(qū)被細(xì)分為虛擬子分區(qū)，物理存儲(chǔ)器包括多個(gè)扇區(qū)，每個(gè)子分區(qū)對(duì)應(yīng)于與相同或不同大小的多個(gè)扇區(qū)的組合相對(duì)應(yīng)，并且處理裝置被配置用于執(zhí)行：

選擇空閑分區(qū)，

選擇與具有覆蓋要分配的虛擬存儲(chǔ)空間的所述給定存儲(chǔ)大小的最小總大小的扇區(qū)的組合相對(duì)應(yīng)的虛擬子分區(qū)，

選擇與所述所選擇的組合相對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器的空閑扇區(qū)，

確定所選擇的虛擬分區(qū)與所述所選擇的空閑扇區(qū)的初始物理地 址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，以及

生成虛擬地址，虛擬地址包括用于標(biāo)識(shí)所述所選擇的虛擬子分區(qū)的第一部分、以及意圖包含所述虛擬子分區(qū)內(nèi)所分配的所述虛擬存儲(chǔ)空間的不同地址的第二部分。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一部分包括用于標(biāo)識(shí)所述空閑分區(qū)的第一子部分、以及用于標(biāo)識(shí)所述空閑分區(qū)內(nèi)所選擇的子分區(qū)的第二子部分。

根據(jù)另一實(shí)施例，處理裝置還被配置用于從增加的參考大小的集合中來(lái)選擇扇區(qū)的大小，子分區(qū)的扇區(qū)的組合對(duì)應(yīng)于將扇區(qū)的第一數(shù)目與所述集合中第一大小相關(guān)聯(lián)、以及可選地將扇區(qū)的至少一個(gè)第二數(shù)目與對(duì)應(yīng)于緊鄰在第一大小以上的所述集合中第二大小相關(guān)聯(lián)，第二子部分包括意圖標(biāo)識(shí)所述第一數(shù)目和可選地所述第二數(shù)目的第一字段、以及意圖標(biāo)識(shí)所述第一大小和可選地所述第二大小的第二字段。

當(dāng)沒(méi)有足夠的與所述所選擇的組合相對(duì)應(yīng)的第一大小的空閑扇區(qū)時(shí)，處理裝置還可以被配置用于確定對(duì)應(yīng)于第一已調(diào)節(jié)組合的第一已調(diào)節(jié)子分區(qū)，以使得第二字段關(guān)于所述所選擇的組合的第二字段被遞增并且第一字段最小，并且處理裝置還可以被配置用于選擇與所述第一已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的空閑扇區(qū)。

另外，當(dāng)沒(méi)有足夠的與所述第一已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的第一大小的空閑扇區(qū)時(shí)，處理裝置還可以被配置用于確定與第二已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的第二已調(diào)節(jié)子分區(qū)，以使得第二字段關(guān)于所述所選擇的組合的第二字段被遞增并且第一字段最小，并且處理裝置還可以被配置用于選擇與所述第二已調(diào)節(jié)組合相對(duì)應(yīng)的空閑扇區(qū)。

有利地，對(duì)應(yīng)關(guān)系表可以被合并到物理存儲(chǔ)器中并且針對(duì)每個(gè)虛擬分區(qū)包括多個(gè)扇區(qū)索引，每個(gè)扇區(qū)索引意圖用所選擇的空閑扇區(qū)中的一個(gè)空閑扇區(qū)的初始物理地址來(lái)填充。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，扇區(qū)索引首先并首要地用具有最大存儲(chǔ)大小的所選擇的空閑扇區(qū)的初始物理地址來(lái)填充。

所述第二部分的每個(gè)地址包括例如多個(gè)索引字段，每個(gè)索引字段與專用于參考大小的所述集合中的不同大小的扇區(qū)的扇區(qū)索引相對(duì)應(yīng)。

處理裝置還可以被配置用于根據(jù)所述索引字段和所述第二子部分生成第一扇區(qū)參數(shù)和第二扇區(qū)參數(shù)。

物理存儲(chǔ)器還可以包括指示所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表的開(kāi)始地址的基本地址，處理裝置可以被配置用于在所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表內(nèi)，指定與從所述第一子部分中選擇的虛擬分區(qū)、所述第一參數(shù)、和所述基本地址(AB)相對(duì)應(yīng)的扇區(qū)索引中的一個(gè)扇區(qū)索引。

處理裝置可以被配置用于在初始物理地址存儲(chǔ)在所述扇區(qū)索引中的所述所選擇的物理扇區(qū)內(nèi)，根據(jù)所述第二參數(shù)和所述初始物理地址指定與所述虛擬地址相對(duì)應(yīng)的絕對(duì)物理地址。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，參考大小的集合包括4個(gè)不同的參考大小，并且所述第二部分可以包括4個(gè)對(duì)應(yīng)的索引字段。每個(gè)分布可以細(xì)分為32個(gè)虛擬子分區(qū)。每個(gè)子分區(qū)可以與至多可以包括8個(gè)扇區(qū)的組合相對(duì)應(yīng)。

附圖說(shuō)明

在研究作為非限制性示例給出并且通過(guò)附圖圖示的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明之后將很清楚本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和特征，在附圖中：

圖1到10涉及本發(fā)明的不同的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

圖1圖示例如低能耗通信系統(tǒng)類型的電子裝置AE的非常示意性的一個(gè)示例，其包括根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)空間管理設(shè)備DIS。

所述設(shè)備DIS包括虛擬存儲(chǔ)器MV，MV包括虛擬存儲(chǔ)空間。所述虛擬存儲(chǔ)器MV被分區(qū)為形成虛擬緩沖器存儲(chǔ)器的多個(gè)虛擬分區(qū)PV₀到PV_N(圖2中圖示)。

所述設(shè)備DIS還包括物理存儲(chǔ)器MP，MP包括相同或不同大小的多個(gè)扇區(qū)SMP₀到SMP_M以及對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC。

所述物理扇區(qū)SMP₀到SMP_M具有多個(gè)(例如4個(gè))不同的大小。物理存儲(chǔ)器MP針對(duì)每個(gè)給定扇區(qū)大小包括多個(gè)扇區(qū)SMP_k。

物理存儲(chǔ)器MP還包括4個(gè)扇區(qū)索引表TIS1到TIS4，每個(gè)扇區(qū)索引表對(duì)應(yīng)于所述不同大小之一的扇區(qū)。這些扇區(qū)索引表TIS1到TIS4被配置用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)大小的扇區(qū)SMP_k的空閑特征等。

所述設(shè)備DIS還包括與所述虛擬存儲(chǔ)器MV和所述物理存儲(chǔ)器MP通信的處理裝置MT。

處理裝置MT被配置用于接收源自控制裝置(諸如微處理器或DMA控制器)的對(duì)于虛擬存儲(chǔ)器MV內(nèi)具有給定存儲(chǔ)大小的虛擬存儲(chǔ)空間的分配請(qǐng)求DA。

響應(yīng)于這一分配請(qǐng)求DA，處理裝置MT被配置用于遞送虛擬地址AV，以使得控制裝置MC能夠?qū)ぶ芬严蚱浞峙涞奶摂M存儲(chǔ)空間。

如下面更詳細(xì)地可見(jiàn)，虛擬地址AV尤其使得能夠?qū)ぶ放c物理存儲(chǔ)器MP中相同或不同大小的多個(gè)扇區(qū)SMP₀到SMP_M的組合相對(duì)應(yīng)的所述虛擬存儲(chǔ)器MV的空閑虛擬分區(qū)PV。

處理裝置MT可以在微處理器內(nèi)用軟件形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)當(dāng)注意，控制裝置MC、虛擬存儲(chǔ)器MV和處理裝置MT處理虛擬地址，而物理存儲(chǔ)器MP處理物理地址。

物理存儲(chǔ)器MP的所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC影響處理裝置MT所選擇的虛擬分區(qū)PV_i與向所述所選擇的虛擬分區(qū)PV_i分配的扇區(qū)的初始物理地址API之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

下面詳述所述設(shè)備的每個(gè)部件的架構(gòu)和操作。

虛擬存儲(chǔ)器MV的每個(gè)分區(qū)PV_i包括分區(qū)編號(hào)。所述虛擬存儲(chǔ)器MV具有虛擬分區(qū)索引表TIPV，虛擬分區(qū)索引表TIPV用所述分區(qū)編號(hào)來(lái)索引并且指示每個(gè)分區(qū)PV的可用性的狀態(tài)。虛擬分區(qū)的數(shù)目由可以被請(qǐng)求的虛擬緩沖器存儲(chǔ)器的最大數(shù)目來(lái)定義。

如以上所指出的，處理裝置MT被配置用于響應(yīng)于對(duì)于具有給 定大小的虛擬存儲(chǔ)空間的分配請(qǐng)求DA來(lái)選擇空閑分區(qū)PV。

如果沒(méi)有分區(qū)PV_i空閑，則處理裝置MT向控制裝置MC指示其分配請(qǐng)求不能被滿足。

現(xiàn)在參考圖2以更詳細(xì)地說(shuō)明虛擬存儲(chǔ)器MV的架構(gòu)。

每個(gè)虛擬分區(qū)PV_i細(xì)分為虛擬子分區(qū)SPV_j，每個(gè)子分區(qū)與相同或不同大小的多個(gè)物理扇區(qū)SMP_k的不同組合相對(duì)應(yīng)。

作為非限制性示例，每個(gè)虛擬分區(qū)PV_i占用512KB的虛擬存儲(chǔ)空間，并且包括32個(gè)子分區(qū)，每個(gè)子分區(qū)與16KB的虛擬存儲(chǔ)空間相對(duì)應(yīng)。

處理裝置MT還被配置用于選擇與扇區(qū)SMP_k的組合相對(duì)應(yīng)的虛擬子分區(qū)SPV_j。每個(gè)子分區(qū)SPV_j與最多可以包括8個(gè)扇區(qū)SMP_k的組合相對(duì)應(yīng)。扇區(qū)SMP_k的這一組合被配置用于具有覆蓋要分配虛擬存儲(chǔ)空間的所述給定存儲(chǔ)大小的最小總大小以減小內(nèi)部碎片。

另外，由于可以向控制裝置MC分配的最大物理存儲(chǔ)大小與虛擬子分區(qū)SPV_i的大小(即16KB)相對(duì)應(yīng)，所以將所述設(shè)備DIS的外部碎片有利地減小為零。

換言之，在此，對(duì)于所述設(shè)備DIS內(nèi)的虛擬存儲(chǔ)空間的分配請(qǐng)求具有從不大于虛擬緩沖器存儲(chǔ)器的大小。

對(duì)于每個(gè)虛擬分區(qū)PV_i，對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC包括虛擬分區(qū)索引IPV₁。每個(gè)索引IPV₁與8個(gè)扇區(qū)索引IPV₁IS0到IPV1IS7相關(guān)聯(lián)。每個(gè)扇區(qū)索引IS0到IS7能夠用針對(duì)所述對(duì)應(yīng)虛擬分區(qū)PV_i選擇的空閑物理扇區(qū)SMP_k中的一個(gè)空閑物理扇區(qū)的初始物理地址API來(lái)填充。

處理裝置MT被配置用于根據(jù)所述扇區(qū)索引表TIS1到TIS4的內(nèi)容來(lái)選擇與所述所選擇的組合相對(duì)應(yīng)的空閑扇區(qū)SMP_k。一旦選擇扇區(qū)，則處理裝置MT還通過(guò)使用所述所選擇的扇區(qū)的初始物理地址填充對(duì)應(yīng)扇區(qū)索引來(lái)確定所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC。

例如，從圖2可知，扇區(qū)IPV0SMP0到IPV0SMP5被選擇，但是其余扇區(qū)IPV0SMP6到IPV0SMP7沒(méi)有使用。

一旦已經(jīng)選擇扇區(qū)IPV0SMP0到IPV0SMP5，處理裝置就被配 置用于在與第一虛擬分區(qū)PV0相對(duì)應(yīng)的第一虛擬分區(qū)索引IPV0的扇區(qū)索引IS0到IS5中分別寫入這些扇區(qū)IPV0SMP0到IPV0SMP5的初始物理地址API。

應(yīng)當(dāng)注意，扇區(qū)IPV0SMP0的大小大于與虛擬分區(qū)索引IPV0相對(duì)應(yīng)的其他扇區(qū)IPV0SMP1到IPV0SMP7的大小，因?yàn)樯葏^(qū)索引IS0到IS7首先并首要地用具有最大存儲(chǔ)大小的本示例中的所選擇的空閑扇區(qū)的初始物理地址被填充。

現(xiàn)在參考圖3以進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明虛擬地址AV的組成的示例。

作為非限制性示例，圖3中在此圖示的虛擬地址AV包括適合在32比特系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的32比特字。當(dāng)然，根據(jù)其中應(yīng)用所述設(shè)備DIS的系統(tǒng)，也可以提供48比特或64比特的虛擬地址AV。

虛擬地址AV的前四個(gè)最高有效位28到31在向虛擬存儲(chǔ)器MV分配的總線上定義地址幀，并且通常保持恒定，例如等于0011。

這些比特的數(shù)目可以根據(jù)設(shè)想的應(yīng)用來(lái)變化。通常，可以有利地提供最大虛擬范圍，而不與已經(jīng)向總線上存在的其他外圍設(shè)備分配的現(xiàn)有的范圍沖突。

以下14個(gè)最高有效位14到27形成用于標(biāo)識(shí)所述所選擇的子分區(qū)SPV_i的第一部分P1，并且14個(gè)最低有效位0到13形成意圖包含所述虛擬子分區(qū)SPV_i內(nèi)所分配的所述虛擬存儲(chǔ)空間的不同地址的第二部分P2。這14個(gè)比特對(duì)應(yīng)于16KB的大小。

另外，第一部分P1的前9個(gè)最高有效位19到27形成用于標(biāo)識(shí)所述空閑分區(qū)PV的第一子部分SP1。實(shí)際上，第一子部分SP1中包含的二進(jìn)制值與在虛擬分區(qū)索引表TIPV中找到的空閑虛擬分區(qū)的分區(qū)數(shù)目相對(duì)應(yīng)。

第一部分P1的5個(gè)最低有效位14到18形成第二子部分SP2，該第二子部分SP2包括三個(gè)比特14到16的第一字段C1以及兩個(gè)比特17和18的第二字段C2。這兩個(gè)字段C1和C2意圖標(biāo)識(shí)扇區(qū)的組合。

更精確地，扇區(qū)的大小選自增加的參考大小的集合JTF，其包括 4個(gè)不同的參考大小，例如：4個(gè)字節(jié)，32個(gè)字節(jié)，256個(gè)字節(jié)和2048個(gè)字節(jié)(即2KB)，如圖4中圖示。

子分區(qū)的扇區(qū)的組合由將所述集合JTF中的第一大小T1與扇區(qū)的第一數(shù)目N1相關(guān)聯(lián)、以及可選地將緊鄰在第一大小T1以上的所述集合JTF中的第二大小T2與扇區(qū)的第二數(shù)目N2相關(guān)聯(lián)來(lái)定義。

如圖4中圖示的，所述第一字段C1意圖標(biāo)識(shí)所述第一數(shù)目N1以及可選地所述第二數(shù)目N2，注意，第一數(shù)目N1和第二數(shù)目N2之和恒定并且在此等于8。因此，當(dāng)?shù)谝蛔侄蜟1的二進(jìn)制等于111時(shí)，第一數(shù)目N1和第二數(shù)目N2分別等于8和0。

所述第二字段C2意圖標(biāo)識(shí)所述第一大小T1和可選地所述第二大小T2。如圖4中可見(jiàn)，在本示例中，當(dāng)所述第二字段C2具有最大二進(jìn)制值11時(shí)，不存在第二大小T2的物理扇區(qū)。

所生成的虛擬地址AV的所述第二部分P2還包括(圖3)多個(gè)索引字段，在此例如為4個(gè)索引字段CI4、CI32、CI256和CI2048，每個(gè)索引字段與專用于所述參考大小的集合JTF中的不同大小(4字節(jié)、32字節(jié)、256字節(jié)和2048字節(jié))的扇區(qū)的扇區(qū)索引IS0到IS7相對(duì)應(yīng)。每個(gè)索引字段CI4、CI32、CI256和CI2048分別具有3個(gè)相鄰比特2到4、5到7、8到10和11到13。

第二部分P2的最低有效位0和1是偏移比特D，其有助于分配給定大小的扇區(qū)內(nèi)的可能位置。

因此，0和1比特是針對(duì)大小為4字節(jié)的扇區(qū)的偏移比特，比特0到4是針對(duì)大小為32字節(jié)的扇區(qū)的偏移比特。作為類比，比特0到7是針對(duì)大小為256字節(jié)的扇區(qū)的偏移比特，比特0到10是針對(duì)大小為2048字節(jié)的扇區(qū)的偏移比特。

基于所述第二子部分SP2的所述索引字段CI4、CI32、CI256和CI2048以及字段C1和C2，圖5圖示第一扇區(qū)參數(shù)PS1和第二扇區(qū)參數(shù)PS2的生成。

當(dāng)?shù)诙侄蜟2等于00時(shí)，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于與大小為32字節(jié)的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的索引字段CI32，并且如果第一字段C1大于索 引字段CI32，則第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的5個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

否則，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于索引字段CI32與索引字段CI4之和，并且第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的2個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

當(dāng)?shù)诙侄蜟2等于01時(shí)，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于與大小為256比特的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的索引字段CI256，并且如果第一字段C1大于索引字段CI256，則第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的8個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

否則，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于索引字段CI256與索引字段CI32之和，并且第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的5個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

當(dāng)?shù)诙侄蜟2等于10時(shí)，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于與大小為2048比特的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的索引字段CI2048，并且如果第一字段C1大于索引字段CI2048，則第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的11個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

否則，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于索引字段CI2048與索引字段CI256之和，并且第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的8個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

當(dāng)?shù)诙侄蜟2等于11時(shí)，第一扇區(qū)參數(shù)PS1等于與大小為2048比特的扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的索引字段CI2048，并且第二扇區(qū)參數(shù)PS2取第二部分P2的11個(gè)最低有效位的二進(jìn)制值。

圖6圖示所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC內(nèi)的扇區(qū)索引指示符的操作。

如圖2中已經(jīng)圖示的，對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC包括多個(gè)虛擬分區(qū)索引IPV0到IPVN。每個(gè)虛擬分區(qū)索引IPV0到IPVN包括8個(gè)扇區(qū)索引IS0到IS7，并且每個(gè)虛擬分區(qū)索引的大小為8*4個(gè)字節(jié)。因此，每個(gè)扇區(qū)索引的大小是4個(gè)字節(jié)或者32個(gè)比特。

寄存器還包括指示所述對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC的開(kāi)始地址的基本地址AB。

使用所述第一子部分SP1、所述第一扇區(qū)參數(shù)PS1和物理存儲(chǔ)器MP的所述基本地址AB，處理裝置MT被配置用于分配與所選擇的虛擬分區(qū)PV_i相對(duì)應(yīng)的扇區(qū)索引IS_l之一。SP1的內(nèi)容指定對(duì)應(yīng)的索引IPV_i。所述第一參數(shù)PS1指定所選擇的虛擬分區(qū)索引IPV_i內(nèi)的扇區(qū)索引數(shù)目IS_j。

例如，等于2的第一子部分SP1對(duì)應(yīng)于索引IPV1，等于3的第一參數(shù)PS1對(duì)應(yīng)于扇區(qū)索引IS2。包含在索引IPV1中的這一扇區(qū)索引IS2包含所選擇的物理扇區(qū)IPV1SMP2的初始物理地址API。

為了獲取與所述虛擬地址AV相對(duì)應(yīng)的絕對(duì)物理地址APA，處理裝置MT還被配置用于由于初始物理地址API而指定(圖7)所選擇的扇區(qū)IPV1SMP2的開(kāi)始。第二參數(shù)PS2與所選擇的物理扇區(qū)IPV1SMP2內(nèi)的偏移相對(duì)應(yīng)。

現(xiàn)在參考圖8到10以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)空間管理方法的示例。

處理裝置MT接收對(duì)于大小例如為850字節(jié)的虛擬存儲(chǔ)空間的分配請(qǐng)求DA。

如圖8中所圖示的，處理裝置MT首先檢查虛擬分區(qū)索引表TIPV以便選擇空閑虛擬分區(qū)PV_i。

在圖示的示例中，虛擬分區(qū)索引表TIPV包括分別與32個(gè)不同的虛擬分區(qū)PV0到PV31相對(duì)應(yīng)的32個(gè)虛擬分區(qū)索引。

索引的非零值表示對(duì)應(yīng)的虛擬分區(qū)PV_i空閑。因此，處理裝置MT例如檢查所述表TIPV的每個(gè)比特，直到它們找到非零值。該示例假定處理裝置MT選擇與虛擬分區(qū)索引表TIPV中的編號(hào)30(數(shù)值)相對(duì)應(yīng)的空閑虛擬分區(qū)PV30。

處理裝置MT然后執(zhí)行計(jì)算以確定具有覆蓋850個(gè)字節(jié)的最小總大小的物理扇區(qū)SMP_k的組合。

首先，處理裝置MT執(zhí)行計(jì)算以確定具有第二大小T2的扇區(qū)SMP。在這一點(diǎn)上，850個(gè)字節(jié)的給定大小按照緊鄰在給定大小以下的扇區(qū)大小被劃分，在此，給定大小為對(duì)應(yīng)于所述大小T2的256字 節(jié)。通過(guò)將結(jié)果向下取舍到最大整數(shù)，獲取十進(jìn)位值等于3并且二進(jìn)制值等于011的第一字段C1。

因此，參考圖4，可見(jiàn)，N2＝3，其與大小為T2的3個(gè)扇區(qū)相對(duì)應(yīng)。另外，N1等于5。

其次，處理裝置MT確定大小小于256字節(jié)(即在此為32字節(jié))的扇區(qū)的數(shù)目。通過(guò)將(850-256*3)/32的結(jié)果向上取舍到最小整數(shù)，大小為32字節(jié)的扇區(qū)的數(shù)目為3。因此，在N1(＝5)個(gè)可能的扇區(qū)中，僅使用大小為T1(32字節(jié))的3個(gè)扇區(qū)。

然后處理裝置MT如下計(jì)算所分配的虛擬存儲(chǔ)大?。?56*3+32*3＝864字節(jié)。參考圖4，還可見(jiàn)，C2的十進(jìn)位值等于1(二進(jìn)制值等于01)。

如果不能滿足扇區(qū)SMP的所述所選擇的組合CS(字段C1和C2)，則所述計(jì)算還具有兩個(gè)迭代步驟，如圖10中圖示的。

在第一步驟E1，處理裝置MT檢查是否有足夠的與所述所選擇的組合CS相對(duì)應(yīng)的小的大小T1的空閑物理扇區(qū)SMP，即在此為32字節(jié)的扇區(qū)SMP。

如果檢查結(jié)果為否定，則處理裝置MT再次確定第二字段C2增加(2而非1)并且第一字段C1最小(0)的第一已調(diào)節(jié)組合CA1。處理裝置MT然后選擇與所述第一已調(diào)節(jié)組合CA1相對(duì)應(yīng)的空閑扇區(qū)SMP。

在第二步驟E2，處理裝置MT再次檢查是否有足夠的與所述第一已調(diào)節(jié)組合CA1相對(duì)應(yīng)的小的大小T1的空閑扇區(qū)SMP，即在此為256字節(jié)的扇區(qū)SMP。

如果檢查結(jié)果仍然為否定，則處理裝置MT再次確定第二字段C2增加(3而非2)并且第一字段C1最小(0)的第二已調(diào)節(jié)組合CA2。處理裝置MT然后通過(guò)查詢對(duì)應(yīng)大小的一個(gè)或兩個(gè)扇區(qū)索引表TIS1到TIS4來(lái)選擇與所述第一已調(diào)節(jié)組合CA2相對(duì)應(yīng)的空閑扇區(qū)SMP。

當(dāng)在物理存儲(chǔ)器MP中找到空閑扇區(qū)SMP時(shí)，使用這些扇區(qū) IPV30SMP0到IPV30SMP7的初始物理地址API來(lái)填充與所述所選擇的扇區(qū)PV30相對(duì)應(yīng)的虛擬分區(qū)索引IPV30內(nèi)的扇區(qū)索引IS0到IS7。

應(yīng)當(dāng)注意，扇區(qū)索引IS0到IS7在此首先并首要地用具有更大的大小T2的扇區(qū)SMP的初始物理地址API來(lái)填充。

如果有足夠的空閑的大的大小T2并且空閑的小的T2的扇區(qū)SMP，圖9中圖示處理裝置MT生成的虛擬地址AV。

向控制裝置MC返回的所述虛擬地址AV包括來(lái)自第一部分P1的指示所選擇的空閑虛擬分區(qū)PV30和所選擇的組合CS(兩個(gè)字段C1和C2)的數(shù)目(用二進(jìn)制表示)的信息以及第二部分P2。第二部分P2被設(shè)置為0，其與所分配的第一扇區(qū)IPV30SMP0的初始物理地址API相對(duì)應(yīng)，即在此為與虛擬分區(qū)IPV30相對(duì)應(yīng)的第一扇區(qū)索引IPV30IS0。這一扇區(qū)IPV30IS0包含大小為256字節(jié)的所選擇的扇區(qū)IPV30SMP 0的初始物理地址API。

控制裝置(例如處理器CPU)然后增加部分P2，并且處理器增加的每個(gè)虛擬地址與將對(duì)應(yīng)關(guān)系表TC考慮在內(nèi)的物理存儲(chǔ)器MP中的物理地址相對(duì)應(yīng)。

虛擬地址AV的生成非常迅速，并且需要非常少的處理器時(shí)鐘周期。

還減小了這樣的設(shè)備DIS上的硅表面空間的要求，因?yàn)閷?duì)應(yīng)關(guān)系表和索引表TIPV、TIS1到TIS4被合并在物理存儲(chǔ)器MP內(nèi)。

虛擬分區(qū)PV(換言之虛擬緩沖器存儲(chǔ)器)可以根據(jù)應(yīng)用具有不同大小。

本發(fā)明不限于已經(jīng)描述的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例，而是包括其所有變型。

因此，雖然已經(jīng)描述了具有兩個(gè)不同大小的增加的參考大小的集合JTR，但是所述集合可以包括多于兩個(gè)大小，其還可以按照任何大小順序來(lái)布置，只要這一順序已知。

因此，子分區(qū)SPV_j的扇區(qū)SMP_k的組合可以對(duì)應(yīng)于將所述集合 JTR中第一大小T1與扇區(qū)SMP_k的第一數(shù)目N1相關(guān)聯(lián)、以及可選地將對(duì)應(yīng)于按照大小順序與第一大小T1緊鄰的所述集合JTR中第二大小T2與扇區(qū)SMP_k的至少一個(gè)第二數(shù)目N2相關(guān)聯(lián)。

第二子部分SP2因此可以包括意圖標(biāo)識(shí)所述第一數(shù)目N1和可選地至少所述第二數(shù)目N2的第一字段C1、以及意圖標(biāo)識(shí)所述第一大小T1和可選地至少所述第二大小T2的第二字段C2。

因此能夠具有第三數(shù)目以及第四數(shù)目的扇區(qū)SMP_k，并且因此可以使用3個(gè)不同大小或甚至更多大小的多個(gè)扇區(qū)SMP_k來(lái)構(gòu)造所述子分區(qū)SPV_i。這取決于針對(duì)給定配置向所述第二子部分SP2分配的比特的數(shù)目。在32比特系統(tǒng)上，能夠在想要支持的數(shù)目和配置靈活性與虛擬緩沖器存儲(chǔ)器的最大大小(即向所述第二部分P2分配的比特的數(shù)目)之間進(jìn)行選擇。

另外，如果沒(méi)有足夠的對(duì)應(yīng)大小的空閑扇區(qū)，則可以提供與扇區(qū)組合相對(duì)應(yīng)的虛擬子分區(qū)的選擇、以及與所述所選擇的組合相對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器的空閑扇區(qū)的選擇的一個(gè)或多個(gè)迭代。

應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)迭代確定與至少一個(gè)已調(diào)節(jié)組合CA_i對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)已調(diào)節(jié)子分區(qū)SPVA_i，以使得第二字段C2關(guān)于所述所選擇的組合CS的第二字段C2被校正、并且第一字段C1在不存在所述第一大小T1和可選地至少所述第二大小T2中的最小大小的足夠的空閑扇區(qū)SMP_k的情況下被校正。

所述第二字段C2例如被校正以增加所述第一大小T1、并且可選地由第二字段C2在校正之前標(biāo)識(shí)的至少所述第二大小T2。所述第一字段C1例如被校正以僅根據(jù)所述第一大小T1和可選地至少所述第二大小T2來(lái)標(biāo)識(shí)具有最小大小的扇區(qū)SMP_k編號(hào)。

最后，首先并首要地使用具有所述大小的集合JTR中的大小之一(例如最大或最小存儲(chǔ)大小)的所選擇的空閑扇區(qū)SMP_k的初始物理地址API來(lái)填充扇區(qū)索引IS。

因此，諸如不同大小的數(shù)目、索引字段的數(shù)目、每個(gè)分區(qū)的虛擬子分區(qū)的數(shù)目、填充物理扇區(qū)的初始物理地址的優(yōu)先級(jí)、以及扇 區(qū)參數(shù)的數(shù)目等參數(shù)取決于實(shí)現(xiàn)方式的選擇。