[發(fā)明專利]一種內(nèi)存控制方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410307864.8
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN105335306B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳荔城;劉垚;陳明宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司;中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06F13/16
• 分類號(hào): G06F13/16;G06F12/06
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44285
• 代理人: 王仲凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)存控制方法和裝置。

背景技術(shù)

在系統(tǒng)運(yùn)行中，處理器會(huì)通過(guò)訪問(wèn)進(jìn)程向物理內(nèi)存進(jìn)行訪問(wèn)，目前主要是通過(guò)軟件，如操作系統(tǒng)(Operating System，OS)、虛擬機(jī)監(jiān)視器(Virtual Machine Monitor,VMM)等來(lái)直接負(fù)責(zé)處理這些訪問(wèn)進(jìn)程并相應(yīng)的對(duì)物理內(nèi)存進(jìn)行控制。

系統(tǒng)在對(duì)物理內(nèi)存進(jìn)行進(jìn)程控制時(shí)會(huì)與物理內(nèi)存之間產(chǎn)生大量的信令交互，其中很大一部分的信令交互基本上都需要系統(tǒng)通過(guò)中斷處理(如page fault)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且系統(tǒng)在每次進(jìn)行中斷處理時(shí)都需要保存中斷處理時(shí)物理內(nèi)存中的相關(guān)上下文信息，這樣控制流程會(huì)耗費(fèi)大量的系統(tǒng)資源。可見，通過(guò)軟件系統(tǒng)直接對(duì)物理內(nèi)存進(jìn)行進(jìn)程控制的開銷很大，在有些系統(tǒng)中，中斷處理甚至?xí)?dǎo)致超過(guò)2600CPU時(shí)鐘周期的平均延遲，大大影響了系統(tǒng)的整體工作效率。

由此可見，系統(tǒng)直接對(duì)作為硬件的物理內(nèi)存進(jìn)行進(jìn)程控制的效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種內(nèi)存控制方法和裝置，使得系統(tǒng)通過(guò)硬件控制設(shè)備控制物理內(nèi)存，提高了效率。

本發(fā)明實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種內(nèi)存控制方法，所述方法包括：

內(nèi)存控制設(shè)備接收針對(duì)物理內(nèi)存的控制策略以及相應(yīng)的觸發(fā)條件，所述控制策略攜帶用于實(shí)現(xiàn)所述控制策略的上層語(yǔ)義信息，所述觸發(fā)條件包括所述物理內(nèi)存的狀態(tài)信息的變化和/或所述內(nèi)存控制設(shè)備接收到的訪問(wèn)進(jìn)程；

所述內(nèi)存控制設(shè)備監(jiān)聽物理內(nèi)存的狀態(tài)信息以及所述訪問(wèn)進(jìn)程；

當(dāng)滿足所述觸發(fā)條件時(shí)，所述內(nèi)存控制設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的控制策略對(duì)所述物理內(nèi)存進(jìn)行控制。

在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，

所述物理內(nèi)存的地址信息包括物理地址和虛擬地址；

所述內(nèi)存控制設(shè)備通過(guò)自身包括的翻譯后備緩沖器TLB對(duì)所述物理內(nèi)存的物理地址和虛擬地址之間進(jìn)行虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換操作，使得：

所述訪問(wèn)進(jìn)程使用所述物理內(nèi)存的虛擬地址通過(guò)所述內(nèi)存控制設(shè)備訪問(wèn)所述物理內(nèi)存；所述內(nèi)存控制設(shè)備通過(guò)所述虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換操作，使用所述物理內(nèi)存的物理地址對(duì)所述物理內(nèi)存進(jìn)行控制。

結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述觸發(fā)條件包括所述訪問(wèn)進(jìn)程具體為請(qǐng)求鎖定頁(yè)面時(shí)，包括：

當(dāng)所述內(nèi)存控制設(shè)備監(jiān)聽到所述訪問(wèn)進(jìn)程具體為鎖定指定頁(yè)面在所述物理內(nèi)存中時(shí)，滿足所述觸發(fā)條件，所述內(nèi)存控制設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的控制策略對(duì)所述物理內(nèi)存進(jìn)行控制，具體包括：

所述內(nèi)存控制設(shè)備解析所述訪問(wèn)進(jìn)程中使用的指定頁(yè)面的物理內(nèi)存地址信息確定出所述指定頁(yè)面的物理頁(yè)面信息；

若所述指定頁(yè)面處于所述物理內(nèi)存中，所述內(nèi)存控制設(shè)備將所述指定頁(yè)面鎖定在所述物理內(nèi)存中；

若所述指定頁(yè)面不在所述物理內(nèi)存中，所述內(nèi)存控制設(shè)備將所述指定頁(yè)面換入并鎖定在所述物理內(nèi)存中。

結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述訪問(wèn)進(jìn)程具體包括請(qǐng)求為直接內(nèi)存存取緩沖區(qū)DMA Buffer分配物理頁(yè)面時(shí)，包括：

當(dāng)所述內(nèi)存控制設(shè)備監(jiān)聽到所述訪問(wèn)進(jìn)程具體為DMA Buffer分配物理頁(yè)面時(shí)，滿足所述觸發(fā)條件，所述內(nèi)存控制設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的控制策略對(duì)所述物理內(nèi)存進(jìn)行控制，具體包括：

所述內(nèi)存控制設(shè)備從所述物理內(nèi)存中為所述DMA Buffer分配物理頁(yè)面；

所述內(nèi)存控制設(shè)備將分配的所述物理頁(yè)面鎖定在所述物理內(nèi)存中，并將所述物理頁(yè)面對(duì)應(yīng)的頁(yè)表項(xiàng)鎖定在所述TLB中。

結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述觸發(fā)條件包括所述訪問(wèn)進(jìn)程具體導(dǎo)致缺頁(yè)中斷發(fā)生時(shí)，包括：

當(dāng)所述內(nèi)存控制設(shè)備監(jiān)聽到所述訪問(wèn)進(jìn)程具體導(dǎo)致缺頁(yè)中斷發(fā)生時(shí)，滿足所述觸發(fā)條件，所述內(nèi)存控制設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的控制策略對(duì)所述物理內(nèi)存進(jìn)行控制，具體包括：

所述內(nèi)存控制設(shè)備確定出導(dǎo)致缺頁(yè)中斷的頁(yè)面的替換頁(yè)面并反饋至發(fā)送所述訪問(wèn)進(jìn)程的發(fā)送方。

結(jié)合第一方面或者第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述觸發(fā)條件包括所述物理內(nèi)存的狀態(tài)信息的變化具體為內(nèi)存容量發(fā)生變化時(shí)，包括：

當(dāng)所述內(nèi)存控制設(shè)備監(jiān)聽到所述物理內(nèi)存的狀態(tài)信息的變化具體為內(nèi)存容量發(fā)生變化時(shí)，滿足所述觸發(fā)條件，所述內(nèi)存控制設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的控制策略對(duì)所述物理內(nèi)存進(jìn)行控制，具體包括：