[发明专利]基于位图的存储空间管理系统及其方法

权利要求书

1.一种基于位图的存储空间管理系统，包括：

索引位图配置模块，配置位于上层的索引位图，索引位图包括主资源索引位图、大块索引位图、副资源索引位图、以及小块索引位图；

状态位图配置模块，配置位于下层的状态位图，状态位图包括并列的资源状态位图和分配状态位图，其中资源状态位图的一个资源状态位和分配状态位图中的相应位置的一个分配状态位对应着存储空间中的同一个存储块，每多个资源状态位构成一个资源状态位图单元，每多个分配状态位构成一个分配状态位图单元，每一个资源状态位图单元和与之对应的一个分配状态位图单元组成一个状态位图单元，且资源状态位图中的每一位的二进制值指示对应的存储块是否被占用，分配状态位图中的每一位的二进制值指示对应的存储块是否可进一步分割；

其中索引位图中的每一索引位对应一个状态位图单元，通过索引位的二进制值表示是否有效，主资源索引位图用于索引包含空闲块且没有用于大块分配或小块分配的一个状态位图单元，副资源索引位图用于索引小块分配且资源状态位不全为占用状态的一个状态位图单元，大块索引位图用于索引大块分配的一个状态位图单元，小块索引位图用于索引小块分配的一个状态位图单元。

2.根据权利要求1所述的基于位图的存储空间管理系统，其特征在于，索引位图配置模块配置多层级的索引位图。

3.根据权利要求1所述的基于位图的存储空间管理系统，其特征在于，索引位图配置模块中的每个索引位图和状态位图配置模块中的每个状态位图分割成若干小块，并将每个位图相关联部分的小块集合到一起进行管理。

4.根据权利要求1所述的基于位图的存储空间管理系统，其特征在于，状态位图配置模块中的资源状态位图和分配状态位图将存储空间中的存储块配置为未占用可分块状态、已占用可分块状态和已占用不可分块状态，当分配大块时状态位图配置模块同时修改存储块在资源状态位图和分配状态位图中的对应的状态位，以使存储块的状态配置成已占用不可分块状态；当分配小块时，在首次操作中修改存储块在资源状态位图和分配状态位图中的对应的状态位，以使存储块的状态配置成已占用可分块状态，直至存储块被全部分割成小块后，修改存储块在资源状态位图和分配状态位图中的对应的状态位，以使存储块的状态配置成已占用不可分块状态。

5.一种在基于位图的存储空间管理系统中实施大块分配的方法，用于在如权利要求1所述的存储空间管理系统中进行存储块的大块分配，方法包括：

按照大块索引位图、主资源索引位图、副资源索引位图的优先顺序查找可用于大块分配的状态位图单元的有效索引位；

若在大块索引位图中找到有效索引位，则确保主资源索引位图中对应的索引位无效；若在主资源索引位图中找到有效索引位，则将大块索引位图中对应的索引位设置成有效，同时将主资源索引位图中的索引位设置为无效；若在副资源索引位图中找到有效索引位，则在用于小块分配的状态位图单元中查找剩余的用于大块分配的存储块；

在上一步骤找到有效索引位后，在对应的资源状态位图单元中查找可分配的存储块并返回可分配的存储块的逻辑地址，同时将已分配的存储块在资源状态位图和分配状态位图中对应的状态位设置为无效；

若当前的资源状态位图单元的所有状态位都为无效时，则将该资源状态位图单元在索引位图中对应的索引位设置为无效，同时检查该资源状态位图单元对应的分配状态位图单元中是否还包括有效的状态位，并设置小块索引位图对应的索引位的状态。