CN102508787A - 混合结构内存的内存分配系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合结构内存的内存分配系统及方法，所述系统包括：具有PCM内存区域和DRAM内存区域的混合结构内存，内存区域容量查看模块，信息判断模块，以及内存分配模块。所述方法包括：查看所述混合结构内存各内存区域的剩余容量；若各内存区域都有剩余容量；则判断程序段信息的种类并将只读属性的程序段优先分配到PCM内存区域；将可读可写的程序段优先分配到DRAM内存区域；将程序运行中分配的堆和栈优先建立在DRAM内存区域；若两种内存区域中任一方容量没有剩余；则程序运行需要的内存全部占用另一方的内存区域资源。本发明将PRAM和DRAM按其自身特点进行管理使用，使得PRAM和DRAM的内存组合可以发挥更大的作用。

Description

混合结构内存的内存分配系统及方法
技术领域
本发明涉及计算机科学技术领域，尤其涉及一种混合结构内存的内存分配系统及方法。
背景技术
一种基于相变存储(Phase-Change Memory，PCM)的相变随机存储器(PRAM)技术被认为是替代动态随机存储器(DRAM)的候选技术，其具有高密度，非易失，低功耗等特点。与DRAM相比，PRAM可以在更小的尺寸上存储更多的内容；速度方面，PRAM的读速度比DRAM稍慢，写速度比DRAM慢几十倍，但整体能耗比DRAM低的多。但是，PRAM有一个明显的缺点，就是其存储单元的写次数有限，目前的技术可以支持PRAM存储单元重复写108次。针对这一问题，研究人员也提出了很多技术方案来弥补不足，使得PRAM真正发挥自身的优点。这些技术方案主要是一些混合架构并结合减少冗余写，磨损均衡等技术组成，进而提高PRAM的使用寿命。
在操作系统中，加载器负责把应用程序从磁盘加载到内存中运行。加载器一般分为如下几个步骤来完成程序的加载。1)从文件中读取头部信息，计算需要多少内存；2)按照需要申请内存，将程序复制到相应的段中；3)将bss段填充为0；4)创建程序运行需要的堆栈段；5)设置环境变量和相关运行参数；6)跳转到代码段，运行程序。分析加载过程，可以看出步骤2)和步骤4)会向操作系统申请分配物理内存。
在Linux作为内核的操作系统中，通用的可执行文件格式是ELF(Executable and Linkable Format)文件格式，Windows操作系统上采用的是PE(Portable Executable)文件格式。下面以ELF文件格式举例来分析程序的加载。一个典型的ELF文件由程序头信息和各种段信息组成。不同的段具有不同的属性，如保存了程序运行代码的.text代码段为只读属性，而保存了程序数据的.data数据段为可读可写段。当内存是混合内存架构(DRAM和PRAM混合使用)时，操作系统原有的内存管理方法将不会对PRAM内存进行控制，使之使用寿命缩短，所以需要采用新的内存分配方法来保证PRAM的鲁棒性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种混合结构内存的内存分配系统及方法，使得在计算机的操作系统中能够较好的支持混合内存架构，将PRAM和DRAM按其自身特点进行管理使用，使得PRAM和DRAM的内存组合可以发挥更大的作用。
(二)技术方案
为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种混合结构内存的内存分配系统，包括：
混合结构内存，包括相变存储内存区域和动态随机存储内存区域，
内存区域容量查看模块，用于查看所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域的剩余容量；
信息判断模块，用于判断待处理文件程序段的读写属性；
内存分配模块，用于根据所述信息判断模块判断的待处理文件程序段的读写属性：
将只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域。
优选地，所述系统还包括加载器模块，用于将待处理文件程序从磁盘加载到内存中运行。
另一方面，本发明还提供了一种混合结构内存的内存分配方法，包括：
S1：查看所述混合结构内存中相变存储内存区域和动态随机存储内存区域的剩余容量；
若所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域都有剩余容量则转到步骤S2；
若所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域中任一方容量没有剩余则转到步骤S4；
S2：判断待处理文件程序段的读写属性；
S3：根据所述判断的待处理文件程序段的读写属性：
将只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域；
S4：程序运行需要的内存全部占用另一方有剩余容量的内存区域资源。
优选地，所述待处理文件为可执行文件，所述步骤S3具体为：
根据判断的可执行文件程序段的读写属性：
将可执行文件的只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可执行文件的可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域；
将程序运行中分配的堆和栈优先建立在动态随机存储内存区域。
优选地，所述可执行文件为Linux操作系统的ELF格式文件。
优选地，所述可执行文件为Windows操作系统的PE格式文件。
当然，除了上述几种文件形式以外，本发明的待处理文件还可以为其它具有只读和可写可读属性的程序段的文件。
(三)有益效果
本发明的内存分配系统及方法，使得在计算机的操作系统中能够较好的支持混合内存架构，将PRAM和DRAM按其自身特点进行管理使用，既使得在一定尺寸的内存上存储更多的内容，又延长了PRAM使用寿命、保证PRAM的鲁棒性。
附图说明
图1为根据本发明内存分配方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
实施例一：
本实施例记载了一种混合结构内存的内存分配系统，包括：
混合结构内存，包括相变存储内存区域和动态随机存储内存区域，
内存区域容量查看模块，用于查看所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域的剩余容量；
信息判断模块，用于判断程序段信息的种类；
内存分配模块，用于根据所述信息判断模块判断的程序段信息种类，
将可执行文件的只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可执行文件的可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域；
将程序运行中分配的堆和栈优先建立在动态随机存储内存区域。
实施例二：
如图1所示，本实施例记载了一种混合结构内存的内存分配方法，包括：
S1：查看所述混合结构内存中相变存储内存区域和动态随机存储内存区域的剩余容量；
若所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域都有剩余容量则转到步骤S2；
若所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域中任一方容量没有剩余则转到步骤S4；
S2：判断程序段信息的种类；
S3：根据所述判断的程序段信息种类：
将可执行文件的只读属性的程序段(例如ELF文件中的.text代码段)优先分配到相变存储内存区域；
将可执行文件的可读可写的程序段(例如ELF文件中的保存了程序数据的.data数据段)优先分配到动态随机存储内存区域；
将程序运行中分配的堆和栈优先建立在动态随机存储内存区域；
S4：程序运行需要的内存全部占用另一方有剩余容量的内存区域资源。
本发明记载的系统和方法使得在计算机的操作系统中能够较好的支持混合内存架构，将PRAM和DRAM按其自身特点进行管理使用，使得PRAM和DRAM的内存组合可以发挥更大的作用。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种混合结构内存的内存分配系统，其特征在于，包括：
混合结构内存，包括相变存储内存区域和动态随机存储内存区域，
内存区域容量查看模块，用于查看所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域的剩余容量；
信息判断模块，用于判断待处理文件程序段的读写属性；
内存分配模块，用于根据所述信息判断模块判断的待处理文件程序段的读写属性：
将只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域。
2.如权利要求1所述的内存分配系统，其特征在于，所述系统还包括加载器模块，用于将待处理文件程序从磁盘加载到内存中运行。
3.一种混合结构内存的内存分配方法，其特征在于，包括：
S1：查看所述混合结构内存中相变存储内存区域和动态随机存储内存区域的剩余容量；
若所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域都有剩余容量则转到步骤S2；
若所述相变存储内存区域和动态随机存储内存区域中任一方容量没有剩余则转到步骤S4；
S2：判断待处理文件程序段的读写属性；
S3：根据所述判断的待处理文件程序段的读写属性：
将只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域；
S4：程序运行需要的内存全部占用另一方有剩余容量的内存区域资源。
4.如权利要求3所述内存分配方法，其特征在于，所述待处理文件为可执行文件，所述步骤S3具体为：
根据判断的可执行文件程序段的读写属性：
将可执行文件的只读属性的程序段优先分配到相变存储内存区域；
将可执行文件的可读可写的程序段优先分配到动态随机存储内存区域；
将程序运行中分配的堆和栈优先建立在动态随机存储内存区域。
5.如权利要求4所述的内存分配方法，其特征在于，所述可执行文件为Linux操作系统的ELF格式文件。
6.如权利要求4所述的内存分配方法，其特征在于，所述可执行文件为Windows操作系统的PE格式文件。
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