[发明专利]基于存储器调页行为关联非相关进程内线程的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据处理系统并且特别涉及内核进程管理。更为特别地，本发明涉及一种用于关联来自非相关进程的线程的改进的方法、系统和程序产品。

背景技术

典型的个人计算机的存储器系统包括一个或多个诸如磁盘或光盘之类的非易失性大容量存储设备和易失性随机读取存储器(RAM)、以及易失性随机存取存储器，其可以包括高速缓冲存储器和较低速率的主存储器二者。为了提供足够的用于存储器映射的输入/输出(I/O)的地址以及由操作系统和应用软件所使用的数据和指令，个人计算机的处理器通常使用包括了比RAM中物理上存在的多得多的地址的虚拟地址空间。由此，为了执行存储器映射的I/O或为了访问RAM，处理器将虚拟地址映射到已分配给特定I/O设备的物理地址或RAM内的物理位置。

在PowerPC^TM RISC体系结构中，虚拟地址空间被分区成许多存储页面，其中每个存储页面具有被称为页表项(PTE)的地址描述符。对应着特定存储页面的PTE包含该存储页面的虚拟地址和该页帧的相关联的物理地址，由此使处理器能够将该存储页面内的任何虚拟地址翻译成存储器中的物理地址。由操作系统在存储器中创建的PTE位于页表项组(PTEG)中，每个页表项组(PTEG)可以包含例如多至八个PTE。根据PowerPC^TM体系结构，特定的PTE可以位于主PTEG或次PTEG中的任何一个中的任意位置，主PTEG和次PTEG是通过分别对存储页面的虚拟地址执行主和次哈希函数来选择的。为了改善性能，处理器还包括转换后备缓冲器(TLB)，其存储最近被访问的PTE用于进行快速访问。

在常规计算机操作系统(OS)中，多个处理器的线程可以共享单一物理处理器。每个进程线程周期性地被处理器执行预定量的时间(常称为时间片)。然而，活动的进程线程很少在一时钟周期期间使用现代处理器内的所有多个执行单元。同时多线程(SMT)使多个进程的线程能够在同一时钟周期中执行不同的指令，由此使用了否则将被单个进程线程搁置空闲的执行单元。

应用程序常需要来自诸如设备驱动程序或端口监控程序(daemon)之类的另一应用(也称为“伙伴应用”)或内核进程的协助，以完成一个或多个操作。在某些情况下，伙伴应用或协助内核进程在应用程序被编码时是未知的，因为应用程序、数据处理系统硬件以及操作系统常常是独立开发或由不同厂家开发的。当存储器约束或其它操作条件导致应用程序被调页(page)进存储器时，依赖于伙伴应用或协助内核进程的帮助的应用程序常展现出次优的性能，因为伙伴应用/进程将也被以“滞后(lagging)”的方式调页进存储器。以“滞后”的方式将伙伴应用/进程调页进存储器延迟了执行所协助的应用，所协助的应用在执行路径上正在等待伙伴应用的调页(page-in)。

发明内容

所公开的是一种在存储器调页行为方面将非相关应用内的相关进程线程连接(tie)到一起的方法、系统和计算机程序产品。在数据处理系统中，第一进程线程与单独的高等待时间的存储位置内的一个或多个“伙伴”线程相关。内核基于用户输入、线程“调页”模式、以及/或者这些线程数据结构内的预定义的标识信息来标识该第一线程的一个或多个相关线程。出于存储器管理调页的目的，内核用该线程标识信息来将该第一线程与一个或多个相关伙伴线程聚集到一起。因此，第一线程和匹配的相关伙伴线程在相同或相近的执行周期内被调页进较低等待时间的存储器，由此消除了针对第一线程的执行延迟，否则第一线程在以滞后的方式将一个或多个伙伴线程从单独的较高等待时间的存储位置调页进较低等待时间的存储器时将必须进行等待。因此，在存储器调页行为方面将来自非相关应用的相关线程连接到一起通过改善存储器管理而提高了处理器的执行效率。

在以下详细的书面描述中，本发明的上述内容以及另外的目标、特征和优点将是显而易见的。

附图说明

通过参考以下结合附图来阅读的说明性实施例的详细描述，将能最好地理解本发明自身及其优选的使用模式、别的目标、以及优点，在附图中：

图1描绘了根据本发明的示例性数据处理系统；

图2示出了根据本发明的在不同进程内的线程以及相关“伙伴”线程的框图；

图3A是根据本发明的、出于存储器调页的目的使用内核推导(deduction)来关联来自非相关应用的相关进程的示例性方法的高层逻辑流程图；以及

图3B是根据本发明的、出于存储器调页的目的使用可编程用户接口来把来自非相关应用的相关进程关联起来的示例性方法的高层逻辑流程图。

具体实施方式