[發(fā)明專利]一種共享內(nèi)存的地址映射方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710909286.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107729159B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙冬梅;鄧曉陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/54
• 分類號(hào): G06F9/54
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N共享內(nèi)存的地址映射方法及裝置，涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，用于提高共享內(nèi)存的各地址之間的轉(zhuǎn)換效率。該方法包括：當(dāng)?shù)谝豢刂破鹘邮盏降谝挥脩魬B(tài)進(jìn)程觸發(fā)的共享內(nèi)存映射請(qǐng)求時(shí)，第一控制器從指定虛擬地址區(qū)間中獲取第一用戶態(tài)虛擬地址；第一控制器根據(jù)所述指定虛擬地址區(qū)間、第一用戶態(tài)虛擬地址和第一線性關(guān)系，確定第一用戶態(tài)虛擬地址對(duì)應(yīng)的第一內(nèi)核態(tài)虛擬地址，第一線性關(guān)系用于指示用戶態(tài)虛擬地址與內(nèi)核態(tài)虛擬地址之間的關(guān)系；根據(jù)第一內(nèi)核態(tài)虛擬地址和第二線性關(guān)系，確定共享內(nèi)存的第一物理地址，共享內(nèi)存為用戶態(tài)進(jìn)程和內(nèi)核態(tài)進(jìn)程共享的內(nèi)存，第二線性關(guān)系用于指示內(nèi)核態(tài)虛擬地址與物理地址之間的關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)實(shí)施例涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種共享內(nèi)存的地址映射方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，內(nèi)存部署逐漸由內(nèi)核態(tài)向用戶態(tài)切換，大部分業(yè)務(wù)已部署于用戶態(tài)，部署于用戶態(tài)的內(nèi)存需要使用用戶態(tài)虛擬地址進(jìn)行訪問(wèn)。少部分業(yè)務(wù)(比如，驅(qū)動(dòng)等)仍部署于內(nèi)核態(tài)，主要用于直接內(nèi)存存取(Direct Memory Access，DMA)、以及遠(yuǎn)程直接內(nèi)存存取(Remote Direct Memory Access，RDMA)操作。為了減小用戶態(tài)進(jìn)程間、以及用戶態(tài)進(jìn)程與內(nèi)核態(tài)進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)拷貝，可以通過(guò)共享內(nèi)存的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。共享內(nèi)存是指允許多個(gè)進(jìn)程共享的一個(gè)邏輯內(nèi)存，共享內(nèi)存是進(jìn)程間共享數(shù)據(jù)的一種最快的方法。當(dāng)用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的多個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)同一共享內(nèi)存時(shí)，該共享內(nèi)存的地址需要同時(shí)被映射到該多個(gè)進(jìn)程的地址空間中。

現(xiàn)有Linux系統(tǒng)中，提供了一種常用的用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)共享內(nèi)存映射機(jī)制，該共享內(nèi)存映射機(jī)制包括以下步驟：在用戶態(tài)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)分配空閑的用戶態(tài)虛擬地址。在內(nèi)核態(tài)通過(guò)內(nèi)存分配函數(shù)分配一段內(nèi)存，得到該段內(nèi)存的虛擬地址。將該段內(nèi)存的虛擬地址通過(guò)系統(tǒng)函數(shù)轉(zhuǎn)換成頁(yè)框，并通過(guò)頁(yè)框與物理地址轉(zhuǎn)換函數(shù)將頁(yè)框轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)頁(yè)面的物理地址。最后，建立物理地址與用戶態(tài)虛擬地址之間的映射關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存在用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)進(jìn)程間的映射。但是，由于系統(tǒng)自動(dòng)分配的用戶態(tài)虛擬地址比較隨機(jī)，從而導(dǎo)致用戶態(tài)虛擬地址與內(nèi)存的虛擬地址之間的轉(zhuǎn)換無(wú)規(guī)律可循。同時(shí)，內(nèi)存的虛擬地址與物理地址之間的轉(zhuǎn)換，需要兩次系統(tǒng)內(nèi)核函數(shù)的調(diào)用，因此，上述映射機(jī)制中的地址轉(zhuǎn)換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種共享內(nèi)存的地址映射方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中共享內(nèi)存的各地址之間轉(zhuǎn)換效率低問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種共享內(nèi)存的地址映射方法，該方法包括：當(dāng)?shù)谝豢刂破鹘邮盏降谝挥脩魬B(tài)進(jìn)程觸發(fā)的共享內(nèi)存映射請(qǐng)求時(shí)，第一控制器從指定虛擬地址區(qū)間中獲取第一用戶態(tài)虛擬地址；第一控制器根據(jù)該指定虛擬地址區(qū)間、第一用戶態(tài)虛擬地址和第一線性關(guān)系，確定第一用戶態(tài)虛擬地址對(duì)應(yīng)的第一內(nèi)核態(tài)虛擬地址，第一線性關(guān)系用于指示用戶態(tài)虛擬地址與內(nèi)核態(tài)虛擬地址之間的關(guān)系；根據(jù)第一內(nèi)核態(tài)虛擬地址和第二線性關(guān)系，確定共享內(nèi)存的第一物理地址，該共享內(nèi)存為用戶態(tài)進(jìn)程和內(nèi)核態(tài)進(jìn)程共享的內(nèi)存，第二線性關(guān)系用于指示內(nèi)核態(tài)虛擬地址與物理地址之間的關(guān)系。上述技術(shù)方案中，第一控制器可以通過(guò)指定用戶態(tài)虛擬地址區(qū)間和第一線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)用戶態(tài)虛擬地址與內(nèi)核態(tài)虛擬地址之間的線性轉(zhuǎn)換，通過(guò)第二線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)內(nèi)核態(tài)虛擬地址與共享內(nèi)存的物理地址之間的線性轉(zhuǎn)換，從而可以提高各地址之間的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高共享內(nèi)存中數(shù)據(jù)的訪問(wèn)效率。

在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)該指定虛擬地址區(qū)間的起始地址為A0，第一用戶態(tài)虛擬地址為A1，第一內(nèi)核態(tài)虛擬地址為A2時(shí)，第一線性關(guān)系包括公式(1)，式中m為常數(shù)：

A2＝A1-A0+m (1)。

在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)?shù)谝粌?nèi)核態(tài)虛擬地址為A2，第一物理地址為A3時(shí)，第二線性關(guān)系包括公式(2)，式中m為常數(shù)：

A3＝A2-m (2)。