CN103853665A - 存储空间分配方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种存储空间分配方法及设备。方法包括：获取数据布局策略说明文件；对数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息；为应用程序创建虚拟地址空间，并记录数据的虚拟地址与数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系；接收应用程序运行过程中产生的缺页中断请求；根据缺页中断请求中的物理页对应的虚拟地址，查询第二映射关系，获取物理页所在的存储设备的标识信息；根据物理页所在的存储设备的标识信息，为应用程序分配物理页。采用本发明技术方案可以提高混合内存的存储性能，具有实现简单的优势。

Description

存储空间分配方法及设备

技术领域

本发明涉及存储技术，尤其涉及一种存储空间分配方法及设备。

背景技术

随着互联网的发展，越来越多的应用的数据不断增长，因此对内存容量的要求越来越高。但因为动态随机存取存储器（Dynamic Random AccessMemory，简称为DRAM）的物理特性导致DRAM的集成度差，能耗较大，很难满足应用的需求。非易失存储器件（Non-Volatile Memory，简称为NVM）的读写速度接近DRAM，而集成度却很高，能耗较低，可以做成大容量的内存，NVM的出现弥补了DRAM的不足。但是，NVM有写次数限制，一个单元在写次数达到某一阈值后就会损坏，不能再写。

结合DRAM和NVM各自的特点，目前工业界和学术界开始越来越多的研究将DRAM和NVM结合作成混合内存。在这种混合内存中，如何存储数据才能充分发挥DRAM和NVM各自的优势，避免各自的劣势称为混合内存性能好坏的关键。

现有技术中存在一种由编程人员感知的数据存储方法。该方法提供编程人员可以感知的语义接口，编程人员在编写程序时在准备存储到NVM中的变量前面加上该语义接口对应的关键字，这样变量在程序执行过程中就会被存储到NVM中。但是，该方法的实现需要修改编译器，并且不能兼容已经存在的应用程序，总之，该方法的可用性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种存储空间分配方法及设备，用以提高混合内存的存储性能，降低实现难度。

第一方面提供一种存储空间分配方法，包括：

获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，所述混合内存包括至少两类存储设备；

对所述数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息；

根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间，并记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系；

接收所述应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址；

根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息；

根据所述物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述获取数据布局策略说明文件包括：在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的命令行参数数组，从所述命令行参数数组中获取所述数据布局策略说明文件的路径信息；

根据所述路径信息获取所述数据布局策略说明文件。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述获取数据布局策略说明文件包括：在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的环境变量数组，从所述环境变量数组中获取表征所述数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值；根据所述环境变量值获取所述数据布局策略说明文件。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间包括：根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间创建页表；根据所述应用程序对应的数据类别，将所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间划分为进程虚拟内存区VMA。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系包括：确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息；将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系；将所述数据所属数据类别对应的数据结构存储到所述数据所属数据类别对应的VMA中；

所述根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息包括：根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系包括：确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息；将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据的虚拟地址对应的页表中，以记录所述第二映射关系；

所述根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息包括：根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

第二方面提供一种存储空间分配设备，包括：

第一获取模块，用于获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，所述混合内存包括至少两类存储设备；

第二获取模块，用于对所述数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息；

创建模块，用于根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间；

记录模块，用于记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系；

接收模块，用于接收所述应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址；

第三获取模块，用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息；

分配模块，用于根据所述物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述第一获取模块具体用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的命令行参数数组，从所述命令行参数数组中获取所述数据布局策略说明文件的路径信息，根据所述路径信息获取所述数据布局策略说明文件。

在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一获取模块具体用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的环境变量数组，从所述环境变量数组中获取表征所述数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值，根据所述环境变量值获取所述数据布局策略说明文件。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述创建模块具体用于根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间创建页表；根据所述应用程序对应的数据类别，将所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间划分为进程虚拟内存区VMA。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述记录模块具体用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系，将所述数据所属数据类别对应的数据结构存储到所述数据所属数据类别对应的VMA中；

所述第三获取模块具体用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述记录模块具体用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据的虚拟地址对应的页表中，以记录所述第二映射关系；

所述第三获取模块具体用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

本发明实施例提供的存储空间分配方法及设备，通过数据布局策略说明文件提供每类数据与混合内存中存储设备之间的存储关系，然后对该数据布局策略说明文件进行解析，获取每类数据应该存储到哪个存储设备的信息，并基于该信息，给应用程序运行过程中的数据分配相应的存储设备，从而将不同数据存储到不同存储设备上，充分发挥不同存储设备的优势，由于数据布局策略说明文件不依赖于应用程序，因此，不需要修改编译器，并且对于已经存在的应用程序不需要重新编写，可以兼容已经存在的应用程序，适应性较好。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种存储空间分配方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种存储空间分配设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种存储空间分配设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种存储空间分配方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤101、获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，所述混合内存包括至少两类存储设备。

在本实施例中，编程人员预先结合应用程序，定义数据分布策略说明文件。在数据布局策略说明文件中，编程人员预先定义应用程序所支持的每种数据类别与混合内存中各存储设备之间的映射关系，为便于区分，数据布局策略说明文件中定义的数据类别与存储设备之间的映射关系称为第一映射关系。简单来说，通过数据布局策略说明文件可以获知应用程序中每类数据应该存储到混合内存中哪个存储设备。数据布局策略说明文件是一种独立于应用程序的文件。

可选的，可以根据编译该应用程序所划分出的段（Section）和在加载应用程序时为该应用程序添加的段，确定应用程序对应的数据类别。例如，可以确定每个段对应一种数据类别。假设，编译器对应用程序进行编译的结果包括两个段，分别为数据段和代码段，在加载该应用程序时为该应用程序添加两个段：堆段和栈段，则该应用程序对应四种数据类别，即该应用程序中涉及四类数据。又例如，可以确定所有段中除数据段之外的其他每个段都对应一种数据类别，而确定数据段中的每个变量对应一种数据类别。假设，编译器对应用程序进行编译的结果包括两个段，分别为数据段和代码段，其中，数据段涉及四个变量，在加载应用程序时为该应用程序添加两个段：堆段和栈段。则代码段、堆段和栈段各自对应一种数据类别，而数据段中的四个变量各自对应一种数据类别，则该应用程序一共对应八种数据类别，即对应八类数据。

在确定应用程序对应的数据类别之后，可以编写数据布局策略说明文件。

在本实施例中，混合内存至少包括两类存储设备。混合内存可以由两类不同的存储设备构成，例如混合内存可以由DRAM和NVM两类存储设备构成。本实施例的混合内存还可以由三类或三类以上不同类型的存储设备构成。

在本实施例中，无论是由两类存储设备构成的混合内存，还是由三类或三类以上不同存储设备构成的混合内存，可以为每类存储设备分配一个编号，编号可以唯一标识一类存储设备。基于此，可以采用但不限于以下形式来存储第一映射关系：

在数据布局策略说明文件中，一行定义一个数据类别与其应该存放到的存储设备的映射关系；预先定义每个数据类别的编号和存储设备的编号，此时每行格式可为：数据类别的编号：存储设备的编号。

在生成数据布局策略说明文件之后，数据布局策略说明文件会被存储到某个位置，例如，可以存储到存储空间分配设备上的某个存储位置。其中，通过数据布局策略说明文件的路径信息可以获取到数据布局策略说明文件。

在本实施例中，存储空间分配设备可以在应用程序的加载过程中，通过数据布局策略说明文件的路径信息，获取数据布局策略说明文件。

可选的，数据布局策略说明文件的路径信息可以以应用程序的命令行参数的形式提供给存储空间分配设备。基于此，存储空间分配设备可以在应用程序的加载过程中，访问应用程序的命令行参数数组，从命令行参数数组中获取数据布局策略说明文件的路径信息，然后根据获取的路径信息获取所述数据布局策略说明文件。

可选的，数据布局策略说明文件的路径信息可以以应用程序的环境变量的形式提供给存储空间分配设备。基于此，存储空间分配设备在应用程序的加载过程中，访问应用程序的环境变量数组，从环境变量数组中获取表征数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值，然后根据该环境变量值获取数据布局策略说明文件。

步骤102、对数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息。

存储空间分配设备在获取数据布局策略说明文件之后，对数据布局策略说明文件进行解析，从而获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息。例如，存储设备的标识信息可以是为存储设备分配的编号等。其中，存储空间分配设备会存储获取的每种数据类别对应的存储设备的标识信息。

步骤103、根据应用程序中数据的虚拟地址，为应用程序创建虚拟地址空间，并记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系。

在获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息之后，存储空间分配设备会根据应用程序中数据的虚拟地址，为该应用程序创建虚拟地址空间。其中，应用程序中数据的虚拟地址是在编译应用程序的过程中确定的，对存储空间分配设备来说是可以获知的。其中，存储空间分配设备可以根据应用程序中数据的虚拟地址，确定该应用程序的虚拟地址空间，另外还可以确定虚拟地址空间中该应用程序所使用的地址空间。基于此，存储空间分配设备为应用程序创建虚拟地址空间的过程包括：存储空间分配设备根据应用程序中数据的虚拟地址，为虚拟地址空间中该应用程序所使用的地址空间创建页表；另外，存储空间分配设备还会根据应用程序对应的数据类别，将虚拟地址空间中该应用程序使用的地址空间划分为进程虚拟内存区（Virtual MemoryArea，简称为VMA），一种数据类别对应一个VMA。应用程序中数据的虚拟地址属于应用程序使用的地址空间中的虚拟地址。

另外，本实施例的存储空间分配设备还会记录应用程序中数据的虚拟地址与数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的映射关系，这里的映射关系称为第二映射关系。在此说明，这里的第二映射关系实际上也是虚拟地址与虚拟地址对应的物理页所在存储设备的标识信息之间的映射关系。

存储空间分配设备记录应用程序中数据的虚拟地址与该数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系的一种可选实施方式包括：存储空间分配设备确定该数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息；然后，将该数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系；再将该数据所属数据类别对应的数据结构存储到该数据所属数据类别对应的VMA中。在该实施方式中，将虚拟地址对应的物理页所在存储设备的标识信息记录到该虚拟地址所在VMA中的数据结构中，从而记录虚拟地址与虚拟地址对应的物理页所在存储设备的标识信息之间的映射关系。

存储空间分配设备记录应用程序中数据的虚拟地址与该数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系的另一种可选实施方式包括：存储空间分配设备确定该数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息；将该数据所述数据类别对应的存储设备的标识信息记录到该数据的虚拟地址对应的页表中，以记录第二映射关系。在该实施方式中，将虚拟地址对应的物理页所在存储设备的标识信息记录到该虚拟地址对应的页表中，从而记录虚拟地址与虚拟地址对应的物理页所在存储设备的标识信息之间的映射关系。

在此说明，上述步骤101-步骤103可在应用程序加载过程中完成。

步骤104、接收应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址。

在应用程序被成功加载之后，应用程序就会运行。在应用程序的运行过程中，会访问混合内存中的存储设备上的物理页，存储设备是以物理页的形式进行管理的。具体的，应用程序首先查询要访问虚拟地址对应的页表，如果页表中没有相对应的物理页（即应用程序要访问的物理页不存在），就会发出缺页中断请求，在缺页中断请求中携带该虚拟地址，用以请求分配对应的物理页。本实施例的存储空间分配设备会接收应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，该缺页中断请求携带有应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址。应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址是之前分配的应用程序中的数据的虚拟地址中的一个。

步骤105、根据所述物理页对应的虚拟地址，查询第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息。

在接收到缺页中断请求之后，存储空间分配设备根据该物理页对应的虚拟地址，查询之前记录的数据的虚拟地址与数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系，从中获取物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息，所获取的存储设备的标识信息即为该物理页所在的存储设备的标识信息。

可选的，在使用数据结构记录第二映射关系的方式中，步骤105的实施方式包括：存储空间分配设备根据物理页对应的虚拟地址，查询该物理页对应的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为该物理页所在存储设备的标识信息。

可选的，在使用页表记录第二映射关系的方式中，步骤105的实施方式包括：存储空间分配设备根据物理页对应的虚拟地址，查询物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取该物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为该物理页所在的存储设备的标识信息。

步骤106、根据所述物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

在获取物理页所在的存储设备的标识信息之后，存储空间分配设备在物理页所在存储设备中为应用程序分配该物理页。这样，应用程序就可以访问该物理页了。

在此说明，本实施例的存储空间分配设备所执行的各操作具体可由存储空间分配设备的操作系统执行。

由上述可见，在本实施例中，在混合内存的情况下，编程人员以感知方式定义独立于应用程序的数据布局策略说明文件，定义每类数据对应的存储设备，可以将不同类型的数据存储到不同的存储设备中，充分发挥各存储设备自身的优势。例如，假设某一应用程序对栈和堆的访问频率比例为1:5；对栈的读写比例约为45:1；对堆的读写比例5:1，该结果表明，该应用程序对堆的访问要多于对栈的访问，并且对栈中的数据读次数要远高于写次数；在这种情况下，堆中的数据更适合放到DRAM中，而栈中的数据适合放到NVM中以减少对NVM的写次数，则编程人员可以预先在数据布局策略说明文件中，定义栈对应的数据类别与NVM的映射关系，并定义堆对应的数据类别与DRAM的映射关系，这样存储空间分配设备就会按照该映射关系为栈中的数据分配NVM中的物理页，而为堆中的数据分配DRAM中的物理页。再例如，假设另一应用程序对栈的访问频率占整体混合内存访问频率的比例为75.6%；对栈的读写比例为6:1；在堆中只读数据占整个堆的比例超过35%，在这种情况下，栈中的数据更适合放到DRAM中，而堆中的数据更适合放到NVM中以减少对NVM的写次数；则编程人员可以预先在数据布局策略说明文件中，定义堆对应的数据类别与NVM的映射关系，并定义栈对应的数据类别与DRAM的映射关系，这样存储空间分配设备就会按照该映射关系为堆中的数据分配NVM中的物理页，而为栈中的数据分配DRAM中的物理页。由于充分考虑了应用程序的需求，在各应用场景下均能发挥各存储设备的优势，不会发生在一些应用程序下各存储设备的优势无法发挥的问题。

进一步，由于本实施例中的数据布局策略说明文件是一种独立于应用程序的文件，与应用程序无关，因此不需要修改应用程序，也不需要修改编译器，实现相对简单；再者，由于与应用程序无关，所以可以兼容已经存在的应用程序，具有较强的适应性。

图2为本发明实施例提供的一种存储空间分配设备的结构示意图。如图2所示，本实施例的设备包括：第一获取模块21、第二获取模块22、创建模块23、记录模块24、接收模块25、第三获取模块26和分配模块27。

第一获取模块21，用于获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，所述混合内存包括至少两类存储设备。

第二获取模块22，与第一获取模块21连接，用于对第一获取模块21获取的数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息。

创建模块23，用于根据应用程序中数据的虚拟地址，为应用程序创建虚拟地址空间。

记录模块24，与第二获取模块22和创建模块23连接，用于记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系。

接收模块25，用于接收所述应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址。

第三获取模块26，与接收模块25和记录模块24连接，用于根据接收模块25接收的物理页对应的虚拟地址，查询记录模块24记录的第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息。

分配模块27，与第三获取模块26连接，用于根据第三获取模块26获取的物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

在一可选实施方式中，第一获取模块21具体可用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的命令行参数数组，从所述命令行参数数组中获取所述数据布局策略说明文件的路径信息，根据所述路径信息获取所述数据布局策略说明文件。

在一可选实施方式中，第一获取模块21具体可用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的环境变量数组，从所述环境变量数组中获取表征所述数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值，根据所述环境变量值获取所述数据布局策略说明文件。

在一可选实施方式中，创建模块23具体用于根据应用程序中数据的虚拟地址，为该虚拟地址空间中应用程序使用的地址空间创建页表；根据应用程序对应的数据类别，将所述虚拟地址空间中应用程序使用的地址空间划分为VMA。

基于上述，记录模块24具体可用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系，将所述数据所属数据类别对应的数据结构存储到所述数据所属数据类别对应的VMA中。相应地，第三获取模块26具体可用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

或者，在一可选实施方式中，记录模块24具体可用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据的虚拟地址对应的页表中，以记录所述第二映射关系。相应地，第三获取模块26具体可用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

可选的，在第一获取模块21获取数据布局策略说明文件之前，需要编写数据布局策略说明文件。具体的，可以根据编译所述应用程序所划分出的段和在加载所述应用程序时为所述应用程序添加的段，确定所述应用程序对应的数据类别；然后根据所述应用程序对应的数据类别，别写所述数据布局策略说明文件。

可选的，可以确定上述所有段中每个段对应一个数据类别。

可选的，可以确定上述所有段中除数据段之外的其他每个段对应一个数据类别，而确定所述数据段中的每个变量对应一个数据类别。

本实施例提供的存储空间分配设备的各功能模块可用于执行图1所示存储空间分配方法的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例提供的存储空间分配设备，可以基于编程人员预先定义的每种数据类别与混合内存中存储设备之间的存储映射关系，生成数据布局策略说明文件，然后根据该数据布局策略说明文件为应用程序中的数据分配存储设备，可以充分发挥各类存储设备的优势，而由于该数据布局策略说明文件独立于应用程序实现，所以不需要修改编译器，并且不需要重新编写应用程序，可以兼容已经存在的应用程序，适应性较好。

图3为本发明实施例提供的另一种存储空间分配设备的结构示意图。如图3所示，本实施例的存储空间分配设备包括：至少两类存储器31、处理器32和接收器33。

至少两类存储器31构成混合内存。至少两类存储器31可用于存放程序以及程序涉及的数据等。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。至少两类存储器31可能包含NVM和DRAM。

处理器32，用于执行存储器31存放的程序，以用于获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，对获取的数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息，根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间，并记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系，以及在接收器33接收到缺页中断请求后，根据接收器33接收的缺页中断请求包括的物理页对应的虚拟地址，查询记录的第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息，根据该物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

接收器33，用于接收所述应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址。

在一可选实施方式中，处理器32用于获取数据布局策略说明文件包括：处理器32具体用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的命令行参数数组，从所述命令行参数数组中获取所述数据布局策略说明文件的路径信息，根据所述路径信息获取所述数据布局策略说明文件。或者，

处理器32用于获取数据布局策略说明文件包括：处理器32具体用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的环境变量数组，从所述环境变量数组中获取表征所述数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值，根据所述环境变量值获取所述数据布局策略说明文件。

处理器32用于根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为应用程序创建虚拟地址空间包括：处理器32具体用于根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间创建页表；根据所述应用程序对应的数据类别，将所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间划分为进程虚拟内存区VMA。

基于上述，处理器32用于记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系包括：处理器32具体可用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系，将所述数据所属数据类别对应的数据结构存储到所述数据所属数据类别对应的VMA中。相应地，处理器32用于根据该物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页包括：处理器32具体用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。或者，

处理器32用于记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系包括：处理器32具体可用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据的虚拟地址对应的页表中，以记录所述第二映射关系。相应地，处理器32用于根据该物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页包括：处理器32具体可用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

可选的，处理器32获取数据布局策略说明文件之前，需要编写数据布局策略说明文件。具体的，可以根据编译所述应用程序所划分出的段和在加载所述应用程序时为所述应用程序添加的段，确定所述应用程序对应的数据类别；然后根据所述应用程序对应的数据类别，别写所述数据布局策略说明文件。

可选的，可以确定上述所有段中每个段对应一个数据类别。

可选的，可以确定上述所有段中除数据段之外的其他每个段对应一个数据类别，而确定所述数据段中的每个变量对应一个数据类别。

进一步，本实施例的存储空间分配设备还可以包括：发送器34，负责发送本实施例的存储空间分配设备的数据。

可选的，在实现上，如果存储器31、处理器32、接收器33和发送器34相互独立实现，则存储器31、处理器32、接收器33和发送器34可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构（Industry Standard Architecture，简称为ISA）总线、外部设备互连（PeripheralComponent，简称为PCI）总线或扩展工业标准体系结构（Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，如果存储器31、处理器32、接收器33和发送器34集成在一块芯片上实现，则存储器31、处理器32、接收器33和发送器34可以通过内部总线完成相互间的通信。

本实施例提供的存储空间分配设备可用于执行图1所示存储空间分配方法的流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例提供的存储空间分配设备，可以基于编程人员预先定义的每种数据类别与混合内存中存储设备之间的存储映射关系，生成数据布局策略说明文件，然后根据该数据布局策略说明文件为应用程序中的数据分配存储设备，可以充分发挥各类存储设备的优势，而由于该数据布局策略说明文件独立于应用程序实现，所以不需要修改编译器，并且不需要重新编写应用程序，可以兼容已经存在的应用程序，适应性较好。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码和数据的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种存储空间分配方法，其特征在于，包括：

获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，所述混合内存包括至少两类存储设备；

对所述数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息；

根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间，并记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系；

接收所述应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址；

根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息；

根据所述物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

2.根据权利要求1所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述获取数据布局策略说明文件包括：

在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的命令行参数数组，从所述命令行参数数组中获取所述数据布局策略说明文件的路径信息；

根据所述路径信息获取所述数据布局策略说明文件。

3.根据权利要求1所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述获取数据布局策略说明文件包括：

在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的环境变量数组，从所述环境变量数组中获取表征所述数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值；

根据所述环境变量值获取所述数据布局策略说明文件。

4.根据权利要求1或2或3所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间包括：

根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间创建页表；

根据所述应用程序对应的数据类别，将所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间划分为进程虚拟内存区VMA。

5.根据权利要求4所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系包括：

确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息；

将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系；

将所述数据所属数据类别对应的数据结构存储到所述数据所属数据类别对应的VMA中；

所述根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息包括：

根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

6.根据权利要求4所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系包括：

确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息；

将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据的虚拟地址对应的页表中，以记录所述第二映射关系；

所述根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息包括：

根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

7.根据权利要求1-6任一项所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述获取数据布局策略说明文件之前包括：

根据编译所述应用程序所划分出的段和在加载所述应用程序时为所述应用程序添加的段，确定所述应用程序对应的数据类别；

根据所述应用程序对应的数据类别，编写所述数据布局策略说明文件。

8.根据权利要求7所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述根据编译所述应用程序所划分出的段和在加载所述应用程序时为所述应用程序添加的段，确定所述应用程序对应的数据类别包括：

确定每个段对应一个数据类别。

9.根据权利要求7所述的存储空间分配方法，其特征在于，所述根据编译所述应用程序所划分出的段和在加载所述应用程序时为所述应用程序添加的段，确定所述应用程序对应的数据类别包括：

确定所有段中除数据段之外的其他每个段对应一个数据类别；

确定所述数据段中的每个变量对应一个数据类别。

10.一种存储空间分配设备，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取数据布局策略说明文件，所述数据布局策略说明文件包括应用程序对应的各数据类别与混合内存中各存储设备之间的第一映射关系，所述混合内存包括至少两类存储设备；

第二获取模块，用于对所述数据布局策略说明文件进行解析，获取每种数据类别对应的存储设备的标识信息；

创建模块，用于根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述应用程序创建虚拟地址空间；

记录模块，用于记录所述数据的虚拟地址与所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息之间的第二映射关系；

接收模块，用于接收所述应用程序运行过程中产生的缺页中断请求，所述缺页中断请求携带有所述应用程序请求分配的物理页对应的虚拟地址；

第三获取模块，用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述第二映射关系，获取所述物理页所在的存储设备的标识信息；

分配模块，用于根据所述物理页所在的存储设备的标识信息，为所述应用程序分配所述物理页。

11.根据权利要求10所述的存储空间分配设备，其特征在于，所述第一获取模块具体用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的命令行参数数组，从所述命令行参数数组中获取所述数据布局策略说明文件的路径信息，根据所述路径信息获取所述数据布局策略说明文件。

12.根据权利要求10所述的存储空间分配设备，其特征在于，所述第一获取模块具体用于在所述应用程序的加载过程中，访问所述应用程序的环境变量数组，从所述环境变量数组中获取表征所述数据布局策略说明文件的路径信息的环境变量值，根据所述环境变量值获取所述数据布局策略说明文件。

13.根据权利要求10或11或12所述的存储空间分配设备，其特征在于，所述创建模块具体用于根据所述应用程序中数据的虚拟地址，为所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间创建页表；根据所述应用程序对应的数据类别，将所述虚拟地址空间中所述应用程序使用的地址空间划分为进程虚拟内存区VMA。

14.根据权利要求12所述的存储空间分配设备，其特征在于，所述记录模块具体用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据所属数据类别对应的数据结构中，以记录所述第二映射关系，将所述数据所属数据类别对应的数据结构存储到所述数据所属数据类别对应的VMA中；

所述第三获取模块具体用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页的虚拟地址所在VMA中的数据结构，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

15.根据权利要求12所述的存储空间分配设备，其特征在于，所述记录模块具体用于确定所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息，将所述数据所属数据类别对应的存储设备的标识信息记录到所述数据的虚拟地址对应的页表中，以记录所述第二映射关系；

所述第三获取模块具体用于根据所述物理页对应的虚拟地址，查询所述物理页对应的虚拟地址对应的页表，获取所述物理页对应的虚拟地址对应的存储设备的标识信息作为所述物理页所在的存储设备的标识信息。

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