[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于管理存儲(chǔ)器的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410176022.3
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104133775B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·H·道森;A·K·延格爾;G·約翰遜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F12/02
• 分類(lèi)號(hào): G06F12/02;G06F9/46
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 于靜,張亞非

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理，更具體地說(shuō)，涉及存儲(chǔ)器去重。

背景技術(shù)

存儲(chǔ)器去重允許多個(gè)虛擬存儲(chǔ)器頁(yè)(這些虛擬存儲(chǔ)器頁(yè)跨在同一系統(tǒng)管理程序下運(yùn)行的不同虛擬機(jī)(VM)具有相同的內(nèi)容)共享單個(gè)物理存儲(chǔ)器頁(yè)。由于備援相同數(shù)量的虛擬頁(yè)所需的物理頁(yè)更少，因此支持相同應(yīng)用負(fù)載所需的實(shí)際存儲(chǔ)器也變少。相關(guān)技術(shù)經(jīng)常在單個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)例內(nèi)使用，以便共享備援各個(gè)進(jìn)程的虛擬頁(yè)的物理頁(yè)。

所需總存儲(chǔ)器的潛在節(jié)省刺激某些操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施去重。現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于在后臺(tái)掃描頁(yè)，或者在引導(dǎo)下掃描系統(tǒng)中的剩余頁(yè)以查找相同頁(yè)。這些操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持有關(guān)哪些頁(yè)可能是去重的良好候選的暗示，以便立即對(duì)照系統(tǒng)中的剩余頁(yè)比較這些頁(yè)，或者基于優(yōu)先級(jí)來(lái)比較這些頁(yè)。無(wú)論有無(wú)此提示，均對(duì)照被考慮進(jìn)行去重的集合中的所有其它頁(yè)，通過(guò)搜索找到匹配。即使在不支持去重的操作系統(tǒng)中，通常也會(huì)設(shè)置此機(jī)制以便嘗試跨多個(gè)VM共享頁(yè)。

掃描所有頁(yè)的成本不可謂不大，現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)反映出此成本。例如，某些操作系統(tǒng)延遲掃描頁(yè)，直到這些頁(yè)在一段時(shí)間(例如，數(shù)分鐘)內(nèi)“穩(wěn)定下來(lái)”(即，達(dá)到穩(wěn)態(tài))，而另一些操作系統(tǒng)選擇根本不實(shí)現(xiàn)去重。對(duì)于某些計(jì)算平臺(tái)而言，特別是對(duì)于其中基于CPU周期對(duì)客戶(hù)收費(fèi)的平臺(tái)而言，成本也可以是一個(gè)重要的問(wèn)題。

盡管現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)中的提示可在掃描方面給與某些頁(yè)優(yōu)先級(jí)，但是它們不會(huì)降低整體成本，因?yàn)槿詫?duì)照被考慮進(jìn)行去重的集合中的剩余頁(yè)掃描這些頁(yè)。現(xiàn)有掃描全部頁(yè)以查找重復(fù)的方法隨著頁(yè)大小的增加也變得缺乏效率，因?yàn)樵诿宽?yè)上找到匹配的幾率變低。此問(wèn)題的后果是：一些支持去重的系統(tǒng)管理程序延遲大量頁(yè)的處理，直到系統(tǒng)已在存儲(chǔ)器壓力下為止。在這些情況下，無(wú)法評(píng)估對(duì)頁(yè)執(zhí)行去重時(shí)獲得的益處，從而更難計(jì)算和供應(yīng)所需的存儲(chǔ)器量。

這樣，現(xiàn)有的去重實(shí)現(xiàn)包括—但不限于—以下一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)：(i)沒(méi)有提示，無(wú)法立即找到重復(fù)，因?yàn)樵试S頁(yè)先趨于穩(wěn)定，然后再考慮執(zhí)行去重；(ii)在找到重復(fù)之前，需要有段延遲才能開(kāi)始掃描，因?yàn)楸仨毐容^許多頁(yè)才能找到匹配頁(yè)；(iii)比較不匹配的頁(yè)會(huì)消耗CPU周期；(iv)去重可被延遲，直到系統(tǒng)受到存儲(chǔ)器壓力，從而更難及時(shí)恢復(fù)以避免性能降級(jí)；以及(v)如果沒(méi)有存儲(chǔ)器壓力，頁(yè)可能不會(huì)被去重，從而更難計(jì)算和供應(yīng)所需的存儲(chǔ)器量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各實(shí)施例提供用于存儲(chǔ)器去重的技術(shù)。

例如，在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括以下步驟。一種用于在計(jì)算系統(tǒng)中管理存儲(chǔ)器的方法，所述計(jì)算系統(tǒng)包括在虛擬化控制層之上執(zhí)行的應(yīng)用，其中所述虛擬化控制層將虛擬存儲(chǔ)器的各部分映射到物理存儲(chǔ)器的各部分，所述方法包括以下步驟：由所述應(yīng)用標(biāo)識(shí)虛擬存儲(chǔ)器范圍，所述虛擬存儲(chǔ)器范圍在所述虛擬存儲(chǔ)器中重復(fù)的概率超過(guò)給定閾值；由所述應(yīng)用獲得與所述虛擬存儲(chǔ)器范圍對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)存儲(chǔ)器地址；以及將所述虛擬存儲(chǔ)器范圍的標(biāo)識(shí)符和與所述虛擬存儲(chǔ)器范圍對(duì)應(yīng)的所述存儲(chǔ)器地址從所述應(yīng)用傳遞到所述虛擬化控制層，其中所述虛擬化控制層可使用所述標(biāo)識(shí)符來(lái)標(biāo)識(shí)所述虛擬存儲(chǔ)器中的類(lèi)似范圍。

在另一實(shí)施例中，一種方法包括以下步驟。一種用于在計(jì)算系統(tǒng)中管理存儲(chǔ)器的方法，所述計(jì)算系統(tǒng)包括在虛擬化控制層之上執(zhí)行的應(yīng)用，其中所述虛擬化控制層將虛擬存儲(chǔ)器的各部分映射到物理存儲(chǔ)器的各部分，所述方法包括以下步驟：在所述虛擬化控制層處從所述應(yīng)用接收虛擬存儲(chǔ)器范圍的標(biāo)識(shí)符以及與所述虛擬存儲(chǔ)器范圍對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)存儲(chǔ)器地址，所述虛擬存儲(chǔ)器范圍在所述虛擬存儲(chǔ)器中重復(fù)的概率超過(guò)給定閾值；以及由所述虛擬化控制層使用所述標(biāo)識(shí)符來(lái)標(biāo)識(shí)所述虛擬存儲(chǔ)器內(nèi)的類(lèi)似范圍。

在又一實(shí)施例中，一種用于在計(jì)算系統(tǒng)中管理存儲(chǔ)器的裝置，所述計(jì)算系統(tǒng)包括在虛擬化控制層之上執(zhí)行的應(yīng)用，其中所述虛擬化控制層將虛擬存儲(chǔ)器的各部分映射到物理存儲(chǔ)器的各部分，所述裝置包括：被配置為由所述應(yīng)用標(biāo)識(shí)虛擬存儲(chǔ)器范圍的模塊，所述虛擬存儲(chǔ)器范圍在所述虛擬存儲(chǔ)器中重復(fù)的概率超過(guò)給定閾值；被配置為由所述應(yīng)用獲得與所述虛擬存儲(chǔ)器范圍對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)存儲(chǔ)器地址的模塊；以及被配置為將所述虛擬存儲(chǔ)器范圍的標(biāo)識(shí)符和與所述虛擬存儲(chǔ)器范圍對(duì)應(yīng)的所述存儲(chǔ)器地址從所述應(yīng)用傳遞到所述虛擬化控制層的模塊，其中所述虛擬化控制層可使用所述標(biāo)識(shí)符來(lái)標(biāo)識(shí)所述虛擬存儲(chǔ)器中的類(lèi)似范圍。