[发明专利]一种IO地址到IO对象快速映射方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字仿真计算机技术领域，尤其涉及一种基于gsMap的IO地址到IO对象快速映射方法及系统。

背景技术

数字仿真计算机中，虚拟CPU通过读写IO地址完成与外部设备通讯。通常，数字仿真计算机外部IO以若干连续IO地址空间块(以下简称IO块)分布。参考图1，IO块模型示意图。图1示意出了IO块(IO_BLOCK)基本属性，包括基地址base、大小size；而位于该IO块中的IO地址可以使用基地址与偏移地址offset描述。众多的IO块常常呈线性分散分布在IO地址空间中，只有被映射的IO地址才属于访问范围。参考图2，IO地址空间与IO块示意图。对应每一个IO地址，构造IO对象，两者存在一一映射关系。当仿真CPU访问某IO时，首先给出IO地址，然后查询IO对象，接着进行读写等操作。

一种IO地址到IO对象的映射查询实现方法是：在仿真计算机的内存中申请一块足够容纳所有IO块的连续缓存，包含IO块之间的空隙，缓存中填写IO对象的入口地址；这样，获得IO地址后，仅仅进行偏移地址的简单换算，便可以获得IO对象。但由于IO地址空间块分布比较分散，地址跨度大，有限的计算机内存空间使得该方案无法实现。另一种IO地址到IO对象的映射查询实现方法是：使用std::map类似的容器；该方案内存使用相对有效，通常的访问也具有一定程度上的时间运行效率，尤其适用Google::sparsehash可获得更高时间运行效率。但是随着IO对象的增多，查找过程就会呈O(nlog(n))增加，而在仿真系统中，由于IO访问十分频繁、又需要优先保证速率的应用情景下，此时还是会因速度太慢而变得不合适。

因此，需要提供一种快速IO地址到IO对象的映射查询方法，提高数字仿真计算机的仿真效率。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术数字卫星建模过程中IO地址到IO对象的映射查询存在的的技术问题，提供一种IO地址到IO对象快速映射方法及系统，在数字卫星建模过程中，实现IO地址到IO对象的快速查找，从而提高仿真速度。

为实现上述目的，本发明提供了一种IO地址到IO对象快速映射方法，包括如下步骤：(1)采集所有IO块的基地址base_i、大小size_i以及间隔gap_i，并按地址顺序排列，其中下标i表示第i个IO块；(2)选取最小间隔值min[gap_i]，从而获取空隙值space，其中space≤min[gap_i]；(3)以IO地址空间的起始地址为起始位置start，采用空隙值space重新分割IO地址空间；(4)构造间隙和数组gapSum_table，以记录从起始位置start开始每一空隙值space空间内IO地址所对应的间隙和，所述间隙和数组的大小为：N_{gapSum_table}≥(base_n+size_n)/space，其中，base_n+size_n为最后一块IO块的结束地址；(5)构造IO对象数组，每一IO地址address映射一在所述IO对象数组中位于相应数组索引index处的IO对象，所述IO对象数组的大小为所有IO块大小之和；(6)根据构造的间隙和数组以及IO对象数组，采用如下计算公式完成IO地址address到相应数组索引index的计算，从而完成IO地址address到IO对象的快速映射：index＝address-gapSum_table((address-start)/space)。