交換操作的實(shí)現(xiàn)方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種交換操作的實(shí)現(xiàn)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 交換（SWAP)分區(qū)雖然是存儲(chǔ)介質(zhì)(例如磁盤)上的一部分，但是被作為許多操作系 統(tǒng)(如Linux、Windows)的虛擬內(nèi)存分區(qū)來使用。當(dāng)操作系統(tǒng)檢測(cè)到空閑物理內(nèi)存不足或 耗盡的時(shí)候，操作系統(tǒng)啟動(dòng)SWAP換出操作，將部分物理內(nèi)存頁(yè)面中的數(shù)據(jù)遷移到SWAP分區(qū) 中，用于臨時(shí)擴(kuò)充物理內(nèi)存資源的容量。由于SWAP分區(qū)本質(zhì)上是存儲(chǔ)介質(zhì)，其性能會(huì)明顯 比物理內(nèi)存的性能差。如果SWAP分區(qū)中的數(shù)據(jù)需要頻繁訪問，則需要操作系統(tǒng)啟動(dòng)SWAP 換入操作，將SWAP分區(qū)中的數(shù)據(jù)換入到物理內(nèi)存中。因此，操作系統(tǒng)需要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)在物 理內(nèi)存和SWAP分區(qū)間進(jìn)行遷移，也就是SWAP操作。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的SWAP操作，操作系統(tǒng)的開銷比較大，影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種交換操作的實(shí)現(xiàn)方法和裝置，用W解決現(xiàn)有技術(shù)中操作系 統(tǒng)的開銷大，影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能的技術(shù)問題。
[0005] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種交換操作的實(shí)現(xiàn)方法，包括：
[0006] 內(nèi)存控制器接收處理器發(fā)送的第一請(qǐng)求；其中，所述第一請(qǐng)求包括第一虛擬地址， 用于請(qǐng)求所述內(nèi)存控制器為所述第一虛擬地址對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)分配第一空閑物理內(nèi)存頁(yè) 面；
[0007] 所述內(nèi)存控制器根據(jù)當(dāng)前空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)和所述第一請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)判斷 是否為所述第一數(shù)據(jù)分配所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；
[0008] 若所述內(nèi)存控制器為所述第一數(shù)據(jù)分配了所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面，則所述內(nèi) 存控制器根據(jù)剩余的空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)判斷是否啟動(dòng)SWAP換出操作。
[0009] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)施方式中，所述內(nèi)存控制器根據(jù)當(dāng) 前空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)和所述第一請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)判斷是否為所述第一數(shù)據(jù)分配所述第 一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面，包括：
[0010] 所述內(nèi)存控制器判斷當(dāng)前空閑物理內(nèi)存空間是否大于第一闊值；
[0011] 若是，則所述內(nèi)存控制器為所述第一數(shù)據(jù)分配所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；若否， 則所述內(nèi)存控制器判斷所述第一請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)是否大于第二闊值；
[0012] 若是，則所述內(nèi)存控制器為所述第一數(shù)據(jù)分配所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；
[001引若否，則所述內(nèi)存控制器將所述第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述SWAP分區(qū)。
[0014] 結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)施方式 中，若所述內(nèi)存控制器為所述第一數(shù)據(jù)分配了所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面，則所述內(nèi)存控 制器根據(jù)剩余的空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)判斷是否啟動(dòng)SWAP換出操作，包括：
[0015] 若所述內(nèi)存控制器判斷剩余的空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)小于第H闊值，則所述內(nèi)存 控制器啟動(dòng)SWAP換出操作。
[0016] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第H種可能的實(shí)施方式 中，所述內(nèi)存控制器啟動(dòng)SWAP換出操作，具體包括：
[0017] 所述內(nèi)存控制器確定訪問頻度小于第五闊值的物理內(nèi)存頁(yè)面；
[001引所述內(nèi)存控制器在所述SWAP分區(qū)中選擇第一磁盤片段；
[0019] 所述內(nèi)存控制器將所述訪問頻度小于第五闊值的物理內(nèi)存頁(yè)面中的數(shù)據(jù)遷移至 所述第一磁盤片段；
[0020] 所述內(nèi)存控制器將所述第一虛擬地址和所述第一磁盤片段的映射關(guān)系增加至 SWAP分區(qū)映射表中；其中，所述SWAP分區(qū)映射表包括各個(gè)虛擬地址和各個(gè)虛擬地址對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)在所述SWAP分區(qū)中的存儲(chǔ)位置之間的映射關(guān)系。
[0021] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種可能的實(shí)施方式中，所述方法還包括：
[0022] 所述內(nèi)存控制器根據(jù)當(dāng)前SWAP分區(qū)的第二數(shù)據(jù)的訪問頻度判斷是否啟動(dòng)SWAP換 入操作。
[0023] 結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第五種可能的實(shí)施方式 中，所述內(nèi)存控制器根據(jù)當(dāng)前SWAP分區(qū)的第二數(shù)據(jù)的訪問頻度確定是否啟動(dòng)SWAP換入操 作，包括：
[0024] 若所述內(nèi)存控制器判斷當(dāng)前SWAP分區(qū)中的第二數(shù)據(jù)的訪問頻度大于第四闊值， 則所述內(nèi)存控制器啟動(dòng)SWAP換入操作。
[0025] 結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第六種可能的實(shí)施方式 中，所述內(nèi)存控制器啟動(dòng)SWAP換入操作，具體包括：
[0026] 所述內(nèi)存控制器為所述第二數(shù)據(jù)分配第二空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；
[0027] 所述內(nèi)存控制器將所述第二數(shù)據(jù)遷移至所述第二空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；
[002引所述內(nèi)存控制器更新SWAP分區(qū)映射表。
[0029] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第走種可能的實(shí)施方式中，所述方法還包括：
[0030] 若所述內(nèi)存控制器判斷所述當(dāng)前空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)和當(dāng)前未分配的SWAP分 區(qū)狀態(tài)均小于第六闊值，則所述內(nèi)存控制器通知操作系統(tǒng)執(zhí)行缺頁(yè)異常處理。
[0031] 結(jié)合第一方面至第一方面的第走種可能的實(shí)施方式中的任一項(xiàng)，在第一方面的第 八種可能的實(shí)施方式中，所述方法還包括：
[0032]所述內(nèi)存控制器接收處理器發(fā)送的第二請(qǐng)求；其中，所述第二請(qǐng)求攜帶第二虛擬 地址；
[0033] 所述內(nèi)存控制器判斷所述第二虛擬地址是否合法；
[0034] 若不合法，則所述內(nèi)存控制器上報(bào)所述第二虛擬地址錯(cuò)誤給操作系統(tǒng)；
[0035] 若合法，則所述內(nèi)存控制器根據(jù)頁(yè)表判斷所述內(nèi)存控制器是否為所述第二虛擬地 址對(duì)應(yīng)的第H數(shù)據(jù)分配了存儲(chǔ)空間，獲得判斷結(jié)果；
[0036] 所述內(nèi)存控制器根據(jù)所述判斷結(jié)果執(zhí)行第一操作。
[0037] 結(jié)合第一方面的第八種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第九種可能的實(shí)施方式 中，若所述判斷結(jié)果為所述內(nèi)存控制器為所述第H數(shù)據(jù)分配了所述存儲(chǔ)空間，則所述第一 操作包括：
[003引所述內(nèi)存控制器根據(jù)所述頁(yè)表判斷所述第H數(shù)據(jù)是否存放于SWAP分區(qū)中；
[0039] 若是，則所述內(nèi)存控制器根據(jù)SWAP分區(qū)映射表確定所述第H數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述 SWAP分區(qū)中的位置和長(zhǎng)度信息；
[0040] 所述內(nèi)存控制器根據(jù)所述第H數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述SWAP分區(qū)中的位置訪問所述第H 數(shù)據(jù)；
[0041] 所述內(nèi)存控制器將所述第H數(shù)據(jù)發(fā)送給所述處理器；
[0042] 若否，則所述內(nèi)存控制器確定所述第H數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在物理內(nèi)存空間中；
[0043] 所述內(nèi)存控制器根據(jù)所述頁(yè)表確定所述第H數(shù)據(jù)在所述物理內(nèi)存空間中對(duì)應(yīng)的 物理地址；
[0044] 所述內(nèi)存控制器根據(jù)所述物理地址訪問所述第H數(shù)據(jù)；
[0045] 所述內(nèi)存控制器將所述第H數(shù)據(jù)發(fā)送給所述處理器。
[0046] 結(jié)合第一方面的第八種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第十種可能的實(shí)施方式 中，若所述判斷結(jié)果為所述內(nèi)存控制器沒有為所述第H數(shù)據(jù)分配所述存儲(chǔ)空間，則所述第 一操作包括：
[0047] 所述內(nèi)存控制器執(zhí)行缺頁(yè)中斷處理，為所述第H數(shù)據(jù)分配所述存儲(chǔ)空間。
[0048] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種交換操作的實(shí)現(xiàn)裝置，包括：
[0049] 接收模塊，用于接收處理器發(fā)送的第一請(qǐng)求；其中，所述第一請(qǐng)求包括第一虛擬地 址，用于請(qǐng)求為所述第一虛擬地址對(duì)應(yīng)的第一數(shù)據(jù)分配第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；
[0050] 判斷分配模塊，用于根據(jù)當(dāng)前空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)和所述第一請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)判 斷是否為所述第一數(shù)據(jù)分配所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；還用于若所述判斷分配模塊為所 述第一數(shù)據(jù)分配了所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面，則根據(jù)剩余的空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)判斷 是否啟動(dòng)SWAP換出操作。
[0051] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實(shí)施方式中，所述判斷分配模塊，具體 用于判斷當(dāng)前空閑物理內(nèi)存空間是否大于第一闊值；若是，則為所述第一數(shù)據(jù)分配所述第 一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；若否，則判斷所述第一請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)是否大于第二闊值；若是，則為 所述第一數(shù)據(jù)分配所述第一空閑物理內(nèi)存頁(yè)面；若否，則將所述第一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述SWAP 分區(qū)。
[0052] 結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，在第二方面的第二種可能的實(shí)施方式 中，所述判斷分配模塊，具體用于若判斷所述剩余的空閑物理內(nèi)存空間狀態(tài)小于第H闊值， 則確定啟動(dòng)SWAP換出操作。
[0053] 結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，在第二方面的第H種可能的實(shí)施方式 中，所述判斷分配模塊，具體包括：
[0054] 確定單元，用于確定訪問頻度小于第五闊值的物理內(nèi)存頁(yè)面；
[00巧]選擇單元，用于在所述SWAP分區(qū)中選擇第一磁盤片段；
[0056] 第一遷移單元，用于將所述訪問頻度小于第五闊值的物理內(nèi)存頁(yè)面中的數(shù)據(jù)遷移 至所述第一磁盤片段；
[0057] 增加單元，用于將所述第一虛擬地址和所述第一磁盤片段的映射關(guān)系增加至SWAP 分區(qū)映射表中；其中，所述SWAP分區(qū)映射表包括各個(gè)虛擬地址和各個(gè)虛擬地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù) 在所述SWAP分區(qū)中的存儲(chǔ)位置之間的映射關(guān)系。
[0058] 結(jié)合第二方面，在第二方面的第四種可能的實(shí)施方式中，所述判斷分配模塊，還用 于