[發明專利]用于自動使用大頁面的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310334710.3
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103577333A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: A·格赫斯;E·范赫恩斯伯根;J·贊尼迪斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;陳穎

技術領域

本申請總體涉及一種改進的數據處理裝置和方法，并且更具體地涉及用于自動使用大頁面的機制。

背景技術

頁面、存儲器頁面或者虛擬頁面是固定長度的連續虛擬存儲器塊，該塊是用于由操作系統為程序執行的存儲器分配和在主存儲器與任何其它輔存儲裝置、比如硬盤驅動之間的傳送的最小數據單位。虛擬存儲器允許尋址和使用當前并未駐留于主存儲器中的頁面。如果程序嘗試訪問在這樣的頁面中的位置，則生成被稱為頁面故障的異常。硬件或者操作系統得到通知并且從輔助存儲裝置自動地加載所需頁面。對存儲器尋址的存儲器不知道頁面故障或者在它之后的進程。因此，程序可能對物理地存在于計算機中的更多（虛擬）RAM尋址。頁面在主存儲器與輔存儲裝置、比如硬盤驅動之間的傳送稱為分頁（paging）或者交換（swapping）。

傳統上，系統中的頁面具有均勻大小、例如4096字節。然而，處理器設計經常由于收益和代價而允許兩個或者更多的有時同時的頁面大小。存在可以在選擇最佳頁面大小時考慮的若干點。在從盤傳送時，延遲的大部分是由尋找時間（seeking?time）、即在磁盤母盤上方對讀取/寫入頭正確定位所花費的時間所引起的。由于這一點，大的依次傳送比若干更小傳送更高效。用更大頁面從盤向存儲器傳送相同數量的數據經常比用更小頁面需要更少時間。

在兩個進程共享物理頁面時，進程可以具有指向該頁面的兩個不同虛擬地址。寫時復制（copy-on-write）是在計算機編程中使用的優化策略?；舅枷胧侨绻鄠€調用者請求初始地不可區分的資源，則它們可以都被給予指向相同資源的指針。例如在兩個進程共享物理存儲器頁面時，過程可以具有指向相同物理頁面的兩個不同虛擬地址?？梢跃S持這一事務狀態直至調用者試圖修改它的資源“副本”，在這一點為該調用者產生單獨（私有）副本以防止它的改變變成對別的每個人可見。這都對調用者透明地發生。主要優點是如果無調用者曾經進行任何修改，則一直無需創建私有副本。

大頁面由于大頁面的全有或者全無（all-or-nothing）屬性而禁止高效需求分頁。對于4KB頁面，寫時復制和/或基于需求的取讀是合理的；然而對于1GB頁面，寫時復制和/或基于需求的取讀是不合理的。

發明內容

在一個說明性實施例中，提供一種用于自動使用大頁面的在數據處理系統中的方法。該方法包括響應于頁面請求，分配物理存儲器中的用于大頁面的地址范圍。該方法還包括將小頁面取回到用于大頁面的地址范圍內的、用于小頁面的對應物理存儲器部分中。該方法還包括使用小頁面映射表來映射小頁面。該方法還包括響應于將小頁面后續頁入（page-in）到用于大頁面的地址范圍造成大頁面被填滿，使用大頁面映射表來映射大頁面。該方法還包括響應于后續頁入造成大頁面被填滿，切換到大頁面映射以用于對用于大頁面的地址范圍的后續訪問。

在其它說明性實施例中，一種包括計算機可用或者可讀介質的計算機程序產品，該計算機可用或者可讀介質具有計算機可讀程序。計算機可讀程序在計算設備上被執行時使計算設備執行以上關于方法說明性實施例概括的操作中的各種操作和操作組合。

在又一說明性實施例中，提供一種系統/裝置。該系統/裝置可以包括一個或者多個處理器和耦合到一個或者多個處理器的存儲器。存儲器可以包括指令，這些指令在由一個或者多個處理器執行時使一個或者多個處理器執行上文關于方法說明性實施例概括的操作中的各種操作和操作組合。

本發明的這些和其它特征及優點將在本發明的說明性實施例的以下具體描述中加以描述，或者將鑒于以下具體描述而變得為本領域普通技術人員所清楚。

附圖說明

將通過參照在與附圖結合閱讀時的說明性實施例的以下具體描述來最佳地理解本發明及其優選實施方式以及更多目的和優點，在附圖中：

圖1是其中可以實施說明性實施例的方面的示例數據處理系統的框圖；

圖2A和圖2B是圖示根據一個說明性實施例的自動使用大頁面的框圖；

圖3是圖示根據說明性實施例的用于自動使用大頁面的機制的操作的流程圖；以及

圖4是圖示根據說明性實施例的用于將大頁面分解成小頁面映射的機制的操作的流程圖。

具體實施方式

說明性實施例提供用于自動使用大頁面的機制。在說明性實施例中，操作系統加載器執行激進連續分配，繼而為將小頁面按需求分頁和/或預取到為大頁面設定大小的盡量連續和自然對準的物理地址范圍中。操作系統檢測何時填滿大頁面并且切換映射以使用大頁面。