Gültigkeitsbits

Gültigkeitsbits sind kleine Flaggenbits in Datenstrukturen oder Hardware, die anzeigen, ob das zugehörige Datenwert aktuell gültig, vorhanden oder verwendbar ist. Sie dienen dazu, zwischen initialisiertem oder veralteten Inhalt zu unterscheiden und den Ablauf von Verarbeitung, Cachezugriff oder Übertragungen zu steuern.

In der Hardware finden sich Gültigkeitsbits häufig pro Speichereinheit oder Cachezeile: Ein gültigkeitsbit gibt an, ob die in der Zeile gespeicherten Daten sinnvoll genutzt werden können. In Seitentabellen ist ein Gültigkeits- oder Present-Bit ein Indikator dafür, ob eine virtuelle Seite im physischen Speicher vorhanden ist. Bei DMA-Deskriptoren signalisiert ein Gültigkeitsbit, ob der Deskriptor aktiv ist und die zugehörigen Daten transferiert werden können. In Dateiformaten oder Netzrahmen können Validierungsbits anzeigen, dass Felder bereits validiert oder geparst wurden.

In der Software finden Gültigkeitsbits sich in Datensätzen oder Prozeduren, um beispielsweise harte oder weiche Löschungen zu unterstützen oder lazy-Initialisierung zu ermöglichen. Bei blockweisen oder gestreamten Prozessen helfen Validierungsbits dabei, Blöcke überspringbar zu machen, wenn deren Inhalte als ungültig erkannt wurden.

Gestaltungsaspekte umfassen den Kompromiss zwischen Bit-Overhead und dem Nutzen schneller Prüfungen, die korrekte Initialisierung und Synchronisation in Mehrkernsystemen sowie die sichere Aktualisierung von Bits in konkurrierenden Umgebungen. Eine klare Semantik (gültig, ungültig, reserviert) und eine konsistente, ggf. atomare Aktualisierung sind wichtig, um das Risiko veralteter Daten zu vermeiden.

Siehe auch: Valid Bit, Present Bit, Dirty Bit, Ready Bit, Tombstone.