一种非易失性内存储器页分配方法与装置与流程

本发明涉及计算机领域，并且更具体地，特别是涉及一种非易失性内存储器页分配方法与装置。

背景技术：

随着计算机技术以飞速发展，数据量也随之增大，大数据处理的速度问题愈发突出，时效性难以保证。当前国际学术界和工业界主要从系统软件、体系结构、分布式系统等方面进行了改进和优化。在系统结构方面，主要通过采取增加内存、增加处理器和协处理器以及增加i/o通道来缓解大数据处理带来的挑战，但这又增加了成本与能耗。随着非易失介质的出现，可以将非易失内存介质与dram混合，设计成异构混合内存系统。异构混合内存系统可以明显提升大数据数据处理的性能，但现有技术缺乏在异构混合内存系统中使用的非易失存储器的页分配方案。

针对现有技术中缺乏非易失存储器页分配方法的问题，目前尚未有有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种非易失性内存储器页分配方法与装置，能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配，使得非易失性内存储器和易失性内存储器能够根据进程的需求而共用于页分配，进而提高大数据处理性能。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种非易失性内存储器页分配方法，包括以下步骤：

使用分配页标识设定模块为非易失性内存储器分配标识；

使用分配页标识设定模块向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识；

使用缺页异常处理模块将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中。

在一些实施方式中，为非易失性内存储器分配标识包括：将非易失性内存储器的区域添加到系统中。

在一些实施方式中，向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识包括：

向所有区域中添加标识的分配类型；

根据分配类型向所有区域的所有页中添加标识。

在一些实施方式中，标识用于声明页是否为非易失性内存储器页。

在一些实施方式中，向所有区域的所有页中添加标识还包括：适应性地修改所有区域的分配。

在一些实施方式中，进一步包括：

将不需求非易失性内存储器的进程分配到不具有标识的页中。

在一些实施方式中，进一步包括：

遍历所有区域以确定不需求非易失性内存储器的进程所分配到的不具有标识的页。

在一些实施方式中，进程包括分配类型；根据进程的分配类型确定进程是否需求非易失性内存储器。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种非易失性内存储器页分配装置，包括：

至少一个处理器；和

存储器，存储有处理器可运行的程序代码，其中程序代码包括：

分配页标识设定模块，用于为非易失性内存储器分配标识，并向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识；和

缺页异常处理模块，用于将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种异构混合内存系统，包括上述的非易失性内存储器页分配装置。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的非易失性内存储器页分配方法与装置，通过为非易失性内存储器分配标识，向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识，将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中的技术方案，能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配，使得非易失性内存储器和易失性内存储器能够根据进程的需求而共用于页分配，进而提高大数据处理性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的非易失性内存储器页分配方法的流程示意图；

图2为本发明提供的非易失性内存储器页分配方法的详细流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的非易失性内存储器页分配方法的实施例的流程示意图。

所述非易失性内存储器页分配方法，包括以下步骤：

步骤s101，使用分配页标识设定模块为非易失性内存储器分配标识；

步骤s103，使用分配页标识设定模块向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识；

步骤s105，使用缺页异常处理模块将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中。

本发明实施例在异构混合系统中快速分配非易失性内存储器(nvm)，使得nvm与易失性内存储器(dram)共存。当有大数据程序申请进程时，可以通过nvm页分配策略进行分配，提高了大数据处理的性能。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。所述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

在一些实施方式中，在为非易失性内存储器分配标识之后，将非易失性内存储器的区域添加到系统中。

在一些实施方式中，向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识包括：

向所有区域中添加标识的分配类型；

根据分配类型向所有区域的所有页中添加标识。

根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由cpu执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被cpu执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。上述方法步骤也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

在一些实施方式中，标识用于声明页是否为非易失性内存储器页。

在一些实施方式中，在向区域的页中添加标识时，还适应性地修改区域的分配。

在一些实施方式中，将不需求非易失性内存储器的进程分配到不具有标识的页中。

在一些实施方式中，遍历所有区域以确定不需求非易失性内存储器的进程所分配到的不具有标识的页。

在一些实施方式中，进程包括分配类型；根据进程的分配类型确定进程是否需求非易失性内存储器。

结合这里的公开所描述的各种示例性步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

下面根据图2所示的具体实施例来进一步阐述本发明的技术方案。如图2所示，首先在异构混合内存系统中添加nvm相关的zone(区域)，即nvdimm_zone。根据nvm分配页标识设定模块设置内存分配标志，在zone中添加新设定的分配标志类型。在页结构中增加nvm标识，最后通过标识反馈页分配属于nvm还是dram。当发生缺页异常时，获取新添加nvm分配标志，判定该标志是否存在，如果存在，则从nvdimm_zone进行分配，否则从高到低遍历所有zone进行分配。

具体地，首先添加对nvm内存分配标志进行设定功能，即将nvdimm_alloc_flag设定为vma。在mmzone.h头文件中对zone_type增加zone_nvdimm，在mm/page_alloc.c文件的zone_names中添加新类型。在linux/sched.h头文件中修改task_struct结构体，增加nvm内存分配标志nvdimm_alloc_flag。在mm_types.h头文件中页结构增加nvm标识nvdimm_flag，在mm.h头文件中修改page_zonenum和set_page_zone，并根据标识反馈页属于nvdimm还是普通zone(dram)。

当发生缺页异常时，使用current指针获取task_struct中新添加的nvdimm分配标志并传递分配标志(例如图2中示出的新分配类型__gfp_nvdimm)，在get_page_from_freelist函数中判定_gfp_nvdimm标志是否存在。如果该标志存在，则从nvdimm_zone上分配；此时不再遍历其他zone，否则get_page_from_freelist函数会遍历各个zone分配page。因此，可以根据标志判定从nvdimm_zone上分配还是从dram分配。

上述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、dsl或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的非易失性内存储器页分配方法，通过为非易失性内存储器分配标识，向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识，将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中的技术方案，能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配，使得非易失性内存储器和易失性内存储器能够根据进程的需求而共用于页分配，进而提高大数据处理性能。

需要特别指出的是，上述非易失性内存储器页分配方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于非易失性内存储器页分配方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配的装置的实施例。

所述装置包括：

至少一个处理器；和

存储器，存储有处理器可运行的程序代码，其中程序代码包括：

分配页标识设定模块，用于为非易失性内存储器分配标识，并向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识；和

缺页异常处理模块，用于将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中。

本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(pda)、平板电脑(pad)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

本文所述的计算机可读存储介质(例如存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(ram)，该ram可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，ram可以以多种形式获得，比如同步ram(dram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据速率sdram(ddrsdram)、增强sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)、以及直接rambusram(drram)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配的异构混合内存系统的实施例。异构混合内存系统包括上述的非易失性内存储器页分配装置。

结合这里的公开所描述的各种示例性异构混合内存系统可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp和/或任何其它这种配置。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的非易失性内存储器页分配装置和异构混合内存系统，通过为非易失性内存储器分配标识，向非易失性内存储器的所有区域的所有页中添加标识，将需求非易失性内存储器的进程分配到具有标识的页中的技术方案，能够针对不同非易失性内存储器或不同类型的非易失性内存储器进行页分配，使得非易失性内存储器和易失性内存储器能够根据进程的需求而共用于页分配，进而提高大数据处理性能。

需要特别指出的是，上述非易失性内存储器页分配装置和异构混合内存系统的实施例采用了所述非易失性内存储器页分配方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述非易失性内存储器页分配方法的其他实施例中。当然，由于所述非易失性内存储器页分配方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述非易失性内存储器页分配装置和异构混合内存系统也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。