[发明专利]宿主机的内存映射方法、装置、电子设备及计算机可读介质

说明书

本申请实施例提供了一种宿主机的内存映射方法、装置、电子设备及计算机可读介质，涉及数据存储领域。所述方法包括：确定宿主机为应用程序的第一虚拟空间预留的第一内存的起始地址与第一内存中物理页表指示的内存大小是否对齐，并且第一内存的大小是否为物理页表指示的内存大小的整数倍；如果确定起始地址与物理页表指示的内存大小对齐，并且第一内存的大小为物理页表指示的内存大小的整数倍，则建立第一虚拟空间中的第二虚拟空间与第一内存中的第二内存的映射关系，其中，所述第二虚拟空间的大小和所述第二内存的大小均与所述物理页表指示的内存大小相同。通过本申请实施例，能够加快虚拟空间到内存空间的映射，从而提高内存的整体访问性能。

技术领域

本申请实施例涉及数据存储领域，尤其涉及一种宿主机的内存映射方法、装置、电子设备及计算机可读介质。

背景技术

虚拟内存技术是虚拟化技术的基础之一。虚拟内存技术能够有效提高进程的安全性以及可用内存容量，在基于虚拟内存的内存访问之前，需要将虚拟地址映射成物理地址，然后才能使用物理地址来访问内存数据。如图1A所示，在拥有4级页表的结构中，由于页表存储在内存中，地址映射过程需要访问内存多达4次，这一过程非常耗时。具体地，依次需要经过PGD(Page Global Directory，页全局目录)、PUD(Page Upper Directory，页上级目录)、PMD(Page Middle Directory，页中间目录)和PTE(Page Table Entry，页表项)四个级别的页表映射才能获得虚拟地址对应的物理地址。

为了能够加快虚拟地址到物理地址的映射，学术界和产业界开展了大量的研究工作。例如，可采用旁路转换缓存(Translation Lookaside Buffer，以下简称TLB)。虽然TLB能够在一定程度上避免页表查询操作导致的多次内存访问，但是随着进程内存占用越来越大以及不规则访存操作越来越频繁，TLB对地址映射操作性能的提升越来越有限。具体地，Linux内存采用“分页机制”，用于支持对大地址空间的快速高效管理。虽然原则上内存页面大小是可配置的，但Linux内核中采用默认的4KB(4096字节)页面，即小页。当Linux操作系统上运行内存需求量较大的应用程序时，由于其采用的默认页面大小为4KB，因而会产生较多的TLB失败和缺页中断，从而大大影响应用程序性能。假设应用程序需要2MB内存，如果操作系统以4KB小页，则需要512个页面，进而在TLB中需要512个表项，同时需要512个页表项，操作系统需要经历至少512次TLB失败和512次缺页中断才能将2MB应用程序空间全部映射到物理内存，即会产生较多的TLB失败和缺页中断，从而大大影响应用程序性能。

由此可见，如何有效加快虚拟空间到物理空间的映射，从而提高内存的整体访问性能成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提出一种宿主机的内存映射方法、装置、电子设备及计算机可读介质，用于解决现有技术中存在的如何有效加快虚拟空间到物理空间的映射，从而提高内存的整体访问性能的技术问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种宿主机的内存映射方法。所述方法包括：确定宿主机为应用程序的第一虚拟空间预留的第一内存的起始地址与所述第一内存中物理页表指示的内存大小是否对齐，并且所述第一内存的大小是否为所述物理页表指示的内存大小的整数倍；如果确定所述起始地址与所述物理页表指示的内存大小对齐，并且所述第一内存的大小为所述物理页表指示的内存大小的整数倍，则建立所述第一虚拟空间中的第二虚拟空间与所述第一内存中的第二内存的映射关系，其中，所述第二虚拟空间的大小和所述第二内存的大小均与所述物理页表指示的内存大小相同。