[發明專利]保留內存的映射方法和裝置、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202010574039.X
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111913893A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張昆;鄭國玲;王大維
• 申請（專利權）人: 成都菁蓉聯創科技有限公司
• 主分類號: G06F12/1027
• 分類號: G06F12/1027
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 譚承世

本發明涉及計算機技術領域，具體來說，涉及一種保留內存的映射方法和裝置、設備和存儲介質。具體的，保留內存的映射方法包括:在保留內存的系統預設目錄中，創建不同頁面大小的巨頁設備；確定應用需要使用的巨頁的頁面大小；打開確定的頁面大小相應的目標巨頁設備；使用所述目標巨頁設備進行應用的映射。如此設置，在保留內存中采用巨頁的方式進行文件的映射，同時，通過預先建設不同大小的頁面設備，并為每一個應用匹配對應大小的預先建設的頁面設備，可以更加靈活的使用巨頁設備，能夠有效降低tlb miss。更進一步的，本申請提供的方案中可以靈活的為應用提供巨頁設備，更加有效的提升保留內存訪問性能。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體來說，涉及一種保留內存的映射方法和裝置、設備和存儲介質。

背景技術

Linux系統應用廣泛，已全面涵蓋服務器、桌面和嵌入式，涉及電信、金融、政府、教育、銀行、石油等行業。部分行業，例如電信，對系統性能要求較高，加之5G的到來，系統任何部分的性能瓶頸都應盡力消除。

Linux虛擬內存管理解決了程序運行受內存限制的問題，其依賴的頁表映射也帶來了性能問題，由于頁表一般位于內存，訪問頁表必然導致性能開銷，TLB(TranslationLookasize Buffer，轉譯后備緩沖區)作為頁表緩存，能夠加快虛擬地址到物理地址的轉換過程，提升性能。但考慮到硬件設計和成本，tlb數量有限，當cpu訪問的虛擬地址不能使用tlb中的緩存條目進行翻譯時(tlb miss)，則需要通過訪問內存頁表查找對應物理地址，并更新tlb中條目，這樣下次訪問該條目的對應的虛擬地址范圍時，則不需要再訪問內存頁表了。可見，tlb miss會影響性能，頻繁的tlb miss是應該避免的。

保留內存即操作系統不參與管理的內存，或者說操作系統不可見內存。保留內存可用做共享內存，實現與硬件加速器、多核系統下從核的信息交互。應用訪問保留內存需要先建立頁表映射，目前linux提供給應用的映射方法為mmap，采用PAGE_SIZE為映射單位，也就是小頁映射方式。大范圍的地址訪問必然導致保留內存訪問出現頻繁tlb miss，降低業務應用性能降低保留內存的訪問性能。

發明內容

為解決上述問題，本申請提供一種保留內存的映射方法和裝置。

基于本申請的第一方面，提供一種保留內存的映射方法，包括:

在保留內存的系統預設目錄中，創建不同頁面大小的巨頁設備；

確定應用需要使用的巨頁的頁面大小；

打開確定的頁面大小相應的目標巨頁設備；

使用所述目標巨頁設備進行應用的映射。

可選的，所述創建不同頁面大小的巨頁設備，包括：

在系統/dev目錄中，以hugepage為文件名前綴，創建不同頁面大小的巨頁設備。

可選的，所述創建的巨頁設備的大小包括：512kb、1M、2M等等。在實際應用中，巨頁設備的大小以cpu架構具體支持為準。

可選的，所述使用所述目標巨頁設備進行應用的映射包括：

保存打開所述目標巨頁設備的文件描述符

使用所述保存文件描述符進行mmap映射；

檢查映射物理區間的合法性：

若不合法，返回到用戶態，返回相應錯誤碼；

若合法，所述目標巨頁設備使用巨頁映射對相應的物理地址區間范圍進行映射，對應巨頁頁表項將直接寫入該應用頁表中，并返回映射的虛擬地址。

可選的，所述檢查映射物理區間的合法性，包括：