[发明专利]页面文件预留

说明书

背景技术

现代计算机系统需要大量随机存取存储器（RAM）来运行软件程序。诸如操作系统和各种应用程序的软件不断地与存储在RAM中的数据进行交互。每个应用/进程被分配RAM页面以供其使用。随着计算机变得更加精密和复杂，进程需要比RAM中物理上可用的更多的存储器访问。存储器的虚拟地址通过允许进程共享物理RAM存储器克服了该问题。通过将数据写入到诸如磁盘驱动器的非易失性存储器而不是将所有进程数据维护在RAM中在计算机系统中实现了虚拟存储器。

计算机系统的存储器管理器确保当需要的时候，与虚地地址关联的数据在物理RAM中。当数据没有被进程活跃地使用时，可以将该数据写入到存储在非易失性存储器中的页面文件中，以为其他活动的进程空出RAM空间。如果进程需要非活动的数据，必须将数据从非易失性存储器复制到RAM，以使其对于进程是可访问的。如果计算机系统上的所有进程所需的存储器的数量与可用的物理RAM相比过大，由于RAM和非易失性存储器之间过多的数据来回交换使系统变慢，系统性能可能变差。

发明内容

发明人已经认识并明了，当页面文件中的数据被碎片化时，具有虚拟存储器的计算机系统的性能被变慢。如果数据碎片化，则当在物理RAM中需要时从硬盘驱动器读取数据可能是时间上极其低效的。

在此描述了用于改进系统性能的技术。通过减少计算机系统的页面文件的碎片，可以减少在虚拟存储器的非活动页面变得活动时加载该非活动页面所需的时间。

可以通过为彼此相近的虚拟存储器页面预留页面文件部分来避免碎片化的页面文件。虚拟存储器往往以许多页块被分配给进程。因此，彼此相近的页面可能属于相同的进程并且彼此相关。因而，它们可能在同一时间被相关的进程所需要，以致它们一起从页面文件被读取。确保页面文件中相邻的页面相关增加了从硬盘上的连续位置读取数据的数量，并因此减少了硬盘驱动器必须执行的寻道数量。这使得在从页面文件读取数据时显著降低了延迟。

在一些实施例中，为在待写入页面附近的页面预留在将写入一个页面的附近的页面文件的区域。如果那些附近的页面将要写到页面文件，则它们将被写到页面文件中为它们预留的位置。如果不存在针对正在被写到页面文件的页面的预留，则该页面将被写到既未分配也未预留的页面文件的部分。

在一些实施例中，预留系统并非“严格的”，意思是为特定页面预留的页面文件的部分不要求没有其他页面写到页面文件的该部分。这是因为非易失性存储器中的页面文件的尺寸有限并且受限。可以存在以下情形，其中，计算机需要如此多的存储器以至于保存未使用的页面文件的部分的预留系统将开始将其他页面写入到页面文件的预留部分。

在一些实施例中，有关是否预留了虚拟存储器空间的特定页面的信息存储在页表条目的部分中。通过将该小数量的信息添加到页表条目，实现预留技术所需的开销是可以忽略的。

在一些实施例中，有关页面文件的特定部分是否已被不同页面所占用的信息存储在分配位图中。一些实施例还利用了预留位图，其指示页面文件的哪些部分已被预留。在这些实施例中，使用诸如位图的简单数据结构减少了实现存储器管理技术的开销。

前述是对本发明的非限制性总结，本发明由所附权利要求所限定。

附图说明

附图不旨在按比例绘制。在附图中，在各图中示出的每个相同的或几乎相同的组件通过相同的标记来表示。为了清楚起见，每个图中并非每个组件都被标记。在图中：

图1是本发明的实施例可以运行在其中的示例性环境的框图；

图2是示出本发明一些实施例的计算系统的若干软件和硬件组件的框图；

图3A是页表、页面文件及其关系的简化示图；

图3B是示例分配位图；

图3C是示例预留位图；

图4是将页面写入页面文件的示例过程的流程图；

图5是与裁剪来自工作集的页面相关的示例过程的流程图。

具体实施方式

发明人已经认识到并明了，减少页面文件的碎片通过降低从页面文件读取数据时的延迟能够显著地提高计算机性能以及用户满意度。在此呈现的系统和方法首先是防止碎片发生，而不是尝试整理已经碎片化的存储器的碎片。