[發明專利]一種嵌入式實時系統的物理內存管理方法及裝置

有效

• 申請號: 201810190693.3
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108491334B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 葉強;孟祥虎
• 申請（專利權）人: 北京東土科技股份有限公司;北京科銀京成技術有限公司
• 主分類號: G06F12/1027
• 分類號: G06F12/1027
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本申請實施例中公開了一種嵌入式實時系統的物理內存管理方法及裝置。該方法在獲取預將待運行應用在第一運行內存中運行的指示待運行應用的物理內存不足的物理內存指示信息時，基于預設地址轉換規則，獲取第二運行內存的虛擬地址與物理地址的映射關系；基于獲取的第二運行內存的虛擬地址與物理地址的映射關系，獲取待運行應用對應的新TLB表項和第二運行內存的虛擬地址，從而管理待運行應用在第二運行內存中運行。可見，在MIPS架構的核心態下，該方法通過對第二運行內存做地址映射關系的轉換，以及對待運行應用的當前運行地址的地址更新，實現在核心態下管理較大的物理空間，克服了現有技術只能訪問較小內存空間的問題。

技術領域

本申請涉及計算機技術領域，尤其涉及一種嵌入式實時系統的物理內存管理方法及裝置。

背景技術

隨著科技的發展，計算機、手機、平板電腦等電子設備應用范圍越來越廣泛，目前，電子設備中基于無互鎖流水線級的微處理器(Million Instructions Per Second，MIPS)的CPU可以運行在用戶態和核心態的兩種優先級別上。以龍芯的32位CPU為例，程序地址空間劃分為4個大區域：kuseg、kseg0、kseg1和kseg2，如圖1所示。

kuseg:虛擬空間0x00000000-0x7FFFFFFF(低端2G)為用戶態可用的地址。在電子設備存有內存管理單元(Memory Management Unit，MMU)時，該段地址需要被MMU作映射(或稱轉換)，否則這2G地址是不可用的。

kseg0:虛擬空間0x80000000-0x9FFFFFFF(512M)用于通過把最高位清零的方法來映射到相應的物理地址，然后映射到物理地址低段512M(0x00000000-0x1FFFFFFF)。對這段地址的存取都會通過高速緩沖存儲器(cache)來實現。因此在cache設置好之前，不能隨便使用這段地址。通常一個沒有MMU的系統會使用這段地址作為其絕大多數程序和數據的存放位置。

kseg1:虛擬空間0xA0000000-0xBFFFFFFF(512M)用于通過把最高3位清零的方法來映射到相應的物理地址上，與kseg0映射的物理地址一樣。但與kseg0不一樣的是kseg1是非cache存取的。

kseg2:虛擬空間為0xC0000000-0xFFFFFFFF(1G)，這段地址空間只能在核心態下使用，并且要經過MMU的轉換。在MMU設置好之前，不能存取這段區域。

可見，MIPS結構下的CPU中不經過MMU轉換的區域只有kseg0和kseg1的512M的大小，而且這兩個內存窗口映射到同一512M的物理地址空間。

然而，目前電子設備在核心態下運行的應用越來越大，尤其是在實時系統上運行圖形應用，對內存的要求越來越高，現有技術支持的物理內存管理空間已經不能滿足要求，使電子設備在使用過程中普遍都會出現內存不足的問題。

發明內容

本申請實施例提供一種嵌入式實時系統的物理內存管理方法及裝置，通過地址轉換和地址更換，在核心態下解決了現有技術能夠訪問的物理內存空間小的問題。

第一方面，提供了一種嵌入式實時系統的物理內存管理方法，該方法的執行主體為內存管理裝置，該方法可以包括：

當物理內存指示信息指示待運行應用在第一運行內存運行所需的物理內存不足時，基于預設地址轉換規則，獲取第二運行內存的虛擬地址與物理地址的映射關系，第一運行內存為虛擬地址不需要被內存管理單元MMU做地址轉換的內存，第二運行內存為虛擬地址需要被MMU做地址轉換的內存，預設地址轉換規則包括實際內存的實際物理地址和預設偏移地址；

基于獲取的第二運行內存的虛擬地址與物理地址的映射關系，獲取待運行應用對應的新轉換檢測緩沖器TLB表項和第二運行內存的虛擬地址，新TLB表項包括虛擬地址與物理地址的映射關系和預設訪問信息；