本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及內(nèi)存訪問(wèn)處理方法及裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，在64位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU支持的內(nèi)存理論上最大可以達(dá)到2^64大小，然而作為實(shí)際頁(yè)表緩存的TLB(Translation Lookaside Buffer，傳輸后備緩沖)映射條目卻相對(duì)較少。因此內(nèi)核在訪問(wèn)整個(gè)內(nèi)存區(qū)的物理地址時(shí)，由于不同模塊的對(duì)內(nèi)存需求大小不同，造成地址訪問(wèn)會(huì)隨機(jī)地分布在整個(gè)內(nèi)存空間。這樣在實(shí)際運(yùn)行中，將不可避免的會(huì)發(fā)生大量的TLB miss異常，因此需要不斷從頁(yè)表中加載新的TLB表項(xiàng)完成虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致內(nèi)存訪問(wèn)的性能就會(huì)降低，且CPU的占用率較高。

上述內(nèi)容僅用于輔助理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種內(nèi)存訪問(wèn)處理方法及裝置，旨在提高系統(tǒng)的內(nèi)存訪問(wèn)性能，減少CPU的占用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種內(nèi)存訪問(wèn)處理方法包括以下步驟：

按照預(yù)置規(guī)則將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)；

在傳輸后備緩沖TLB表項(xiàng)中建立與所述低端區(qū)對(duì)應(yīng)的固定TLB映射條目和與所述高端區(qū)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)TLB映射條目；所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頁(yè)表進(jìn)行映射關(guān)系替換；

接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

優(yōu)選地，所述接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述 高端區(qū)的內(nèi)存地址，包括

接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求的預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間判斷本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)是否是低端區(qū)；

若是，則根據(jù)固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址；

是否，則根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

優(yōu)選地，所述根據(jù)動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址之后還包括：

當(dāng)訪問(wèn)的內(nèi)存地址不在所述TLB表項(xiàng)中時(shí)，重新加載所述預(yù)設(shè)的頁(yè)表以替換所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目；

根據(jù)替換后的動(dòng)態(tài)TLB映射條目重新訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

優(yōu)選地，所述按照預(yù)置規(guī)則將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)包括：

在系統(tǒng)內(nèi)存初始化時(shí)，將從所述內(nèi)存區(qū)中預(yù)先設(shè)置的NORMAL區(qū)中劃分一部分出來(lái)設(shè)定為所述高端區(qū)；將所述內(nèi)存區(qū)中預(yù)先設(shè)置的DMA區(qū)和NORMAL區(qū)未劃分出來(lái)的部分設(shè)定為所述低端區(qū)。

優(yōu)選地，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理方法還包括：

預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值的第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理方法還包括：

預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)；所述第一接口函數(shù)的內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值且訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)存量大于第二預(yù)設(shè)值。

此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置包括：

區(qū)域劃分模塊，用于按照預(yù)置規(guī)則將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)；

條目建立模塊，用于在傳輸后備緩沖TLB表項(xiàng)中建立與所述低端區(qū)對(duì)應(yīng) 的固定TLB映射條目和與所述高端區(qū)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)TLB映射條目；所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頁(yè)表進(jìn)行映射關(guān)系替換；

處理模塊，用于接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

優(yōu)選地，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置還包括：

加載模塊，用于當(dāng)訪問(wèn)的內(nèi)存地址不在所述TLB表項(xiàng)中時(shí)，重新加載所述預(yù)設(shè)的頁(yè)表以替換所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目；

所述處理模塊，還用于根據(jù)替換后的動(dòng)態(tài)TLB映射條目重新訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

優(yōu)選地，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置還包括：

第一預(yù)置模塊，用于預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值的第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置還包括：

第二預(yù)置模塊，用于預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)；所述第一接口函數(shù)的內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值且訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)存量大于第二預(yù)設(shè)值。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)，并且將TLB表項(xiàng)中設(shè)置固定TLB映射條目和動(dòng)態(tài)TLB條目，在進(jìn)行頁(yè)表動(dòng)態(tài)加載時(shí)僅替換TLB動(dòng)態(tài)條目。因此在訪問(wèn)低端區(qū)時(shí)，可以直接根據(jù)固定TLB條目進(jìn)行訪問(wèn)，從而減少TLB miss異常的發(fā)生概率，無(wú)需從不斷頁(yè)表中加載新的TLB表項(xiàng)，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的內(nèi)存訪問(wèn)性能，減少了CPU的占用率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第一實(shí)施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法一實(shí)施例中訪問(wèn)內(nèi)存的細(xì)化流程示意圖；

圖3為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第二實(shí)施例的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第三實(shí)施例的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第四實(shí)施例的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第一實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖7為圖6中處理模塊的細(xì)化功能結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第二實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖9為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第三實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖10為本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第四實(shí)施例的功能模塊示意圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種內(nèi)存訪問(wèn)處理方法，參照?qǐng)D1，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第一實(shí)施例中，該內(nèi)存訪問(wèn)處理方法包括以下步驟：

步驟S10，按照預(yù)置規(guī)則將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)；

本發(fā)明實(shí)施例提供的內(nèi)存訪問(wèn)處理方法主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用于對(duì)內(nèi)存地址訪問(wèn)進(jìn)行控制。具體地，上述內(nèi)存劃分的方式可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，在LINUX系統(tǒng)中，通常根據(jù)地址分為低端區(qū)(LOW區(qū))和高端區(qū)(HIGH區(qū))。例如，在系統(tǒng)內(nèi)存初始化時(shí)，將從所述內(nèi)存區(qū)中預(yù)先設(shè)置的NORMAL區(qū)中劃分一部分出來(lái)設(shè)定為高端區(qū)；將所述內(nèi)存區(qū)中預(yù)先設(shè)置的DMA區(qū)和NORMAL區(qū)未劃分出來(lái)的部分設(shè)定為低端區(qū)。本實(shí)施例中上述預(yù)先設(shè)置的DMA區(qū)和NORMAL區(qū)為現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)存區(qū)的劃分結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常將內(nèi)存區(qū)劃分為DMA區(qū)和NORMAL區(qū)。由于通過(guò)在原有NORMAL區(qū)中劃分一部分出來(lái)的一訪問(wèn)區(qū)間作為高端區(qū)，因此可以兼顧32位DMA設(shè)備尋址需求。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，高端區(qū)的起始地址可以根據(jù)系統(tǒng)中的實(shí)際內(nèi)存和TLB映射條目確定。

步驟S20，在傳輸后備緩沖TLB表項(xiàng)中建立與所述低端區(qū)對(duì)應(yīng)的固定TLB映射條目和與所述高端區(qū)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)TLB映射條目；所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頁(yè)表進(jìn)行映射關(guān)系替換；

具體地，在本實(shí)施例中，TLB表項(xiàng)中存在多個(gè)TLB映射條目，用于在預(yù)設(shè)接口函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)，根據(jù)TLB映射條目訪問(wèn)內(nèi)存區(qū)。該TLB映射條目包括固定TLB映射條目和動(dòng)態(tài)TLB映射條目，其中固定TLB映射條目用于對(duì)高頻度訪問(wèn)的低端內(nèi)存區(qū)部分做線性固定映射不做替換；動(dòng)態(tài)TLB映射條目用于低頻度內(nèi)存訪問(wèn)的動(dòng)態(tài)替換加載，完成整個(gè)內(nèi)存空間的映射。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述預(yù)設(shè)的頁(yè)表為內(nèi)核頁(yè)表swapper_pg_dir。動(dòng)態(tài)TLB映射條目需要不斷從頁(yè)表中加載新的TLB表項(xiàng)(即TLB映射條目)，以完成虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換。在本實(shí)施例中為了綜合考慮CPU實(shí)際的動(dòng)態(tài)位寬，相關(guān)地址的空間可以采用以下方式進(jìn)行劃分：

綜合考慮CPU實(shí)際的動(dòng)態(tài)位寬，相關(guān)地址空間安排如下：

低端區(qū)內(nèi)存起始地址(物理地址)：LOW_START＝0x200000000

高端區(qū)內(nèi)存起始地址(物理地址)：HIGHMEM_START＝0x300000000

內(nèi)核線性起始地址(虛擬地址)：MAP_BASE＝0xc000000000000000

內(nèi)核臨時(shí)映射起始地址(虛擬地址)：FIXADDR_START＝0xc00000fffd7bc000，

內(nèi)核永久映射映射起始地址(虛擬地址)：PKMAP_BASE＝0xc000008000000000。

步驟S30，接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

具體地，參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中，上述步驟S30包括

步驟S31，接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求的預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間判斷本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)是否低端區(qū)；若是，則執(zhí)行步驟S40，若否，則執(zhí)行步驟S50；

步驟S32，根據(jù)固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址；

步驟S33，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

本實(shí)施例中，可以修改內(nèi)核中對(duì)涉及內(nèi)存訪問(wèn)的相關(guān)函數(shù)。把高頻度訪 問(wèn)接口固定在物理內(nèi)存的低端區(qū)(NORMAL和DMA區(qū))。內(nèi)核中類(lèi)似于kmalloc、kfree，get_free_page等相關(guān)一類(lèi)的接口，內(nèi)核使用頻繁而且申請(qǐng)內(nèi)存大小相對(duì)較少，直接限定在低端區(qū)操作。而對(duì)于內(nèi)存訪問(wèn)頻度較低但是內(nèi)存需要大的接口需要通過(guò)高端區(qū)。例如文件映射和讀寫(xiě)相關(guān)kmap kunmap kmap_atomic kunmap_atomic函數(shù)接口以及對(duì)系統(tǒng)保留內(nèi)存訪問(wèn)接口。具體地，在接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，可以根據(jù)所述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求的預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間判斷本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)是否為低端區(qū)。例如當(dāng)上述預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間屬于低端區(qū)時(shí)，則可以直接根據(jù)固定TLB映射條目的映射關(guān)系訪問(wèn)低端區(qū)；當(dāng)上述預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間屬于高端區(qū)時(shí)，則可以根據(jù)動(dòng)態(tài)TLB映射條目的映射關(guān)系訪問(wèn)高端區(qū)。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)，并且將TLB表項(xiàng)中設(shè)置固定TLB映射條目和動(dòng)態(tài)TLB條目，在進(jìn)行頁(yè)表動(dòng)態(tài)加載時(shí)僅替換TLB動(dòng)態(tài)條目。因此在訪問(wèn)低端區(qū)時(shí)，可以直接根據(jù)固定TLB條目進(jìn)行訪問(wèn)，從而減少TLB miss異常的發(fā)生概率，無(wú)需從不斷頁(yè)表中加載新的TLB表項(xiàng)，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的內(nèi)存訪問(wèn)性能，減少了CPU的占用率。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D3，基于本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第一實(shí)施例，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第二實(shí)施例中，步驟S33之后還包括：

步驟S40，當(dāng)訪問(wèn)的內(nèi)存地址不在所述TLB表項(xiàng)中時(shí)，重新加載所述預(yù)設(shè)的頁(yè)表以替換所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目；

步驟S50，根據(jù)替換后的動(dòng)態(tài)TLB映射條目重新訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

具體地，在本實(shí)施例中，在接收到上述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求后，根據(jù)該內(nèi)存訪問(wèn)請(qǐng)求訪問(wèn)高端區(qū)的內(nèi)存地址時(shí)，若發(fā)現(xiàn)不存在該地址，將產(chǎn)生TLB miss異常，此時(shí)將根據(jù)該TLB miss異常重新加載所述預(yù)設(shè)的頁(yè)表以替換所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目，以對(duì)動(dòng)態(tài)TLB映射條目進(jìn)行更新，保證可以根據(jù)上述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求訪問(wèn)到對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址。

可以理解的是，上述低端區(qū)和高端區(qū)對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求類(lèi)型可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選地，可以將內(nèi)存訪問(wèn)頻度比較低的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì) 應(yīng)的接口函數(shù)的訪問(wèn)地址區(qū)間限定在高端區(qū)內(nèi)，將內(nèi)存訪問(wèn)頻度比較高的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)的訪問(wèn)地址區(qū)間限定在低端區(qū)內(nèi)。

具體地，如圖4所示，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第三實(shí)施例中，上述內(nèi)存訪問(wèn)處理方法還包括：

步驟S60，預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值的第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步地，在內(nèi)存充足的情況下還可以考慮訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)存量，將緩存容量較小對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)的訪問(wèn)地址區(qū)間限定在低端區(qū)內(nèi)。在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第四實(shí)施例中，與本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第三實(shí)施例的區(qū)別在于上述步驟S60可以替換為步驟S70。具體地，如圖5所示，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理方法第四實(shí)施例中，上述內(nèi)存訪問(wèn)處理方法還包括：

步驟S70，預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)；所述第一接口函數(shù)的內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值且訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)存量大于第二預(yù)設(shè)值。

在本實(shí)施例中，這樣在處理最頻繁訪問(wèn)內(nèi)存空間接口函數(shù)時(shí)，由于不需要通過(guò)頁(yè)表，訪問(wèn)速度很快。而一些使用頻度比較低的函數(shù)訪問(wèn)內(nèi)存區(qū)域時(shí)，會(huì)通過(guò)TLB miss異常，最終加載動(dòng)態(tài)把頁(yè)表內(nèi)容加載到TLB中，完成虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換。由于這種低頻度訪問(wèn)接口是根據(jù)內(nèi)核運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)后做的修改，實(shí)際使用密度低，對(duì)整體性能影響很小。

本發(fā)明還提供一種內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置，參照?qǐng)D6，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第一實(shí)施例中，該內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置包括：

區(qū)域劃分模塊10，用于按照預(yù)置規(guī)則將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)；

本發(fā)明實(shí)施例提供的內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用于對(duì)內(nèi)存地址訪問(wèn)進(jìn)行控制。具體地，上述內(nèi)存劃分的方式可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，在LINUX系統(tǒng)中，通常根據(jù)地址分為低端區(qū)(LOW區(qū))和高端 區(qū)(HIGH區(qū))。例如，在系統(tǒng)內(nèi)存初始化時(shí)，將從所述內(nèi)存區(qū)中預(yù)先設(shè)置的NORMAL區(qū)中劃分一部分出來(lái)設(shè)定為高端區(qū)；將所述內(nèi)存區(qū)中預(yù)先設(shè)置的DMA區(qū)和NORMAL區(qū)未劃分出來(lái)的部分設(shè)定為低端區(qū)。本實(shí)施例中上述預(yù)先設(shè)置的DMA區(qū)和NORMAL區(qū)為現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)存區(qū)的劃分結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常將內(nèi)存區(qū)劃分為DMA區(qū)和NORMAL區(qū)。由于通過(guò)在原有NORMAL區(qū)中劃分一部分出來(lái)的一訪問(wèn)區(qū)間作為高端區(qū)，因此可以兼顧32位DMA設(shè)備尋址需求。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，高端區(qū)的起始地址可以根據(jù)系統(tǒng)中的實(shí)際內(nèi)存和TLB映射條目確定。

條目建立模塊20，用于在傳輸后備緩沖TLB表項(xiàng)中建立與所述低端區(qū)對(duì)應(yīng)的固定TLB映射條目和與所述高端區(qū)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)TLB映射條目；所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頁(yè)表進(jìn)行映射關(guān)系替換；

具體地，在本實(shí)施例中，TLB表項(xiàng)中存在多個(gè)TLB映射條目，用于在預(yù)設(shè)接口函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)，根據(jù)TLB映射條目訪問(wèn)內(nèi)存區(qū)。該TLB映射條目包括固定TLB映射條目和動(dòng)態(tài)TLB映射條目，其中固定TLB映射條目用于對(duì)高頻度訪問(wèn)的低端內(nèi)存區(qū)部分做線性固定映射不做替換；動(dòng)態(tài)TLB映射條目用于低頻度內(nèi)存訪問(wèn)的動(dòng)態(tài)替換加載，完成整個(gè)內(nèi)存空間的映射。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述預(yù)設(shè)的頁(yè)表為內(nèi)核頁(yè)表swapper_pg_dir。動(dòng)態(tài)TLB映射條目需要不斷從頁(yè)表中加載新的TLB表項(xiàng)(即TLB映射條目)，以完成虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換。在本實(shí)施例中為了綜合考慮CPU實(shí)際的動(dòng)態(tài)位寬，相關(guān)地址的空間可以采用以下方式進(jìn)行劃分：

綜合考慮CPU實(shí)際的動(dòng)態(tài)位寬，相關(guān)地址空間安排如下：

低端區(qū)內(nèi)存起始地址(物理地址)：LOW_START＝0x200000000

高端區(qū)內(nèi)存起始地址(物理地址)：HIGHMEM_START＝0x300000000

內(nèi)核線性起始地址(虛擬地址)：MAP_BASE＝0xc000000000000000

內(nèi)核臨時(shí)映射起始地址(虛擬地址)：FIXADDR_START＝0xc00000fffd7bc000，

內(nèi)核永久映射映射起始地址(虛擬地址)：PKMAP_BASE＝0xc000008000000000。

處理模塊30，用于接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪 問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

具體地，參照?qǐng)D7，上述處理模塊30包括：

判斷單元31，用于接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)所述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求的預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間判斷本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)是否是低端區(qū)；

處理單元32，用于當(dāng)本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)為低端區(qū)時(shí)，根據(jù)固定TLB映射條目訪問(wèn)所述低端區(qū)的內(nèi)存地址；當(dāng)本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)為高端區(qū)時(shí)，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

本實(shí)施例中，可以修改內(nèi)核中對(duì)涉及內(nèi)存訪問(wèn)的相關(guān)函數(shù)。把高頻度訪問(wèn)接口固定在物理內(nèi)存的低端區(qū)(NORMAL和DMA區(qū))。內(nèi)核中類(lèi)似于kmalloc、kfree，get_free_page等相關(guān)一類(lèi)的接口，內(nèi)核使用頻繁而且申請(qǐng)內(nèi)存大小相對(duì)較少，直接限定在低端區(qū)操作。而對(duì)于內(nèi)存訪問(wèn)頻度較低但是內(nèi)存需要大的接口需要通過(guò)高端區(qū)。例如文件映射和讀寫(xiě)相關(guān)kmap kunmap kmap_atomic kunmap_atomic函數(shù)接口以及對(duì)系統(tǒng)保留內(nèi)存訪問(wèn)接口。具體地，在接收到預(yù)設(shè)接口函數(shù)訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求時(shí)，可以根據(jù)所述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求的預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間判斷本次訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)是否為低端區(qū)。例如當(dāng)上述預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間屬于低端區(qū)時(shí)，則可以直接根據(jù)固定TLB映射條目的映射關(guān)系訪問(wèn)低端區(qū)；當(dāng)上述預(yù)設(shè)訪問(wèn)地址區(qū)間屬于高端區(qū)時(shí)，則可以根據(jù)動(dòng)態(tài)TLB映射條目的映射關(guān)系訪問(wèn)高端區(qū)。

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將內(nèi)存區(qū)劃分為低端區(qū)和高端區(qū)，并且將TLB表項(xiàng)中設(shè)置固定TLB映射條目和動(dòng)態(tài)TLB條目，在進(jìn)行頁(yè)表動(dòng)態(tài)加載時(shí)僅替換TLB動(dòng)態(tài)條目。因此在訪問(wèn)低端區(qū)時(shí)，可以直接根據(jù)固定TLB條目進(jìn)行訪問(wèn)，從而減少TLB miss異常的發(fā)生概率，無(wú)需從不斷頁(yè)表中加載新的TLB表項(xiàng)，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的內(nèi)存訪問(wèn)性能，減少CPU的占用率。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D8，基于本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第一實(shí)施例，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第二實(shí)施例中，所述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置還包括：

加載模塊40，用于當(dāng)訪問(wèn)的內(nèi)存地址不在所述TLB表項(xiàng)中時(shí)，重新加載所述預(yù)設(shè)的頁(yè)表以替換所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目；

所述處理模塊30，還用于根據(jù)替換后的動(dòng)態(tài)TLB映射條目重新訪問(wèn)所述高端區(qū)的內(nèi)存地址。

具體地，在本實(shí)施例中，在接收到上述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求后，根據(jù)該內(nèi)存訪問(wèn)請(qǐng)求訪問(wèn)高端區(qū)的內(nèi)存地址時(shí)，若發(fā)現(xiàn)不存在該地址，將產(chǎn)生TLB miss異常，此時(shí)將根據(jù)該TLB miss異常重新加載所述預(yù)設(shè)的頁(yè)表以替換所述動(dòng)態(tài)TLB映射條目，以對(duì)動(dòng)態(tài)TLB映射條目進(jìn)行更新，保證可以根據(jù)上述訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求訪問(wèn)到對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址。

可以理解的是，上述低端區(qū)和高端區(qū)對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求類(lèi)型可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。優(yōu)選地，可以將內(nèi)存訪問(wèn)頻度比較低的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)的訪問(wèn)地址區(qū)間限定在高端區(qū)內(nèi)，將內(nèi)存訪問(wèn)頻度比較高的訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)的訪問(wèn)地址區(qū)間限定在低端區(qū)內(nèi)。

具體地，如圖9所示，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第三實(shí)施例中，上述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置還包括：

第一預(yù)置模塊50，用于預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值的第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步地，在內(nèi)存充足的情況下還可以考慮訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)存量，將緩存容量較小對(duì)應(yīng)的接口函數(shù)的訪問(wèn)地址區(qū)間限定在低端區(qū)內(nèi)。參照?qǐng)D10，在本發(fā)明內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置第四實(shí)施例中，上述內(nèi)存訪問(wèn)處理裝置還包括：

第二預(yù)置模塊60，用于預(yù)置所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)與訪問(wèn)地址區(qū)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中內(nèi)存訪問(wèn)頻度小于第一預(yù)設(shè)值且訪問(wèn)內(nèi)存請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的內(nèi)存量大于第二預(yù)設(shè)值的第一接口函數(shù)與屬于高端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)，且所述預(yù)設(shè)接口函數(shù)中非第一接口函數(shù)的第二接口函數(shù)與屬于低端區(qū)的訪問(wèn)地址區(qū)間對(duì)應(yīng)。

在本實(shí)施例中，這樣在處理最頻繁訪問(wèn)內(nèi)存空間接口函數(shù)時(shí)，由于不需要通過(guò)頁(yè)表，訪問(wèn)速度很快。而一些使用頻度比較低的函數(shù)訪問(wèn)內(nèi)存區(qū)域時(shí)，會(huì)通過(guò)TLB miss異常，最終加載動(dòng)態(tài)把頁(yè)表內(nèi)容加載到TLB中，完成虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換。由于這種低頻度訪問(wèn)接口是根據(jù)內(nèi)核運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)后做的修改，實(shí)際使用密度低，對(duì)整體性能影響很小。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。