[发明专利]一种进程调度方法

说明书

本发明提供了一种进程调度方法，首先，检测NVM上页面的使用情况，并判断NVM是否有远程内存访问情况发生，确定是否进行进程迁移操作以减少远程内存访问。然后，通过判远程非易失性内存访问占总NVM内存访问的比例来选择合适的进程迁移机会。本发明还综合考虑了NVM上页面热度的信息，尽量保证热页面的访问速度。

技术领域

本发明涉及多处理器计算机领域，具体涉及使用非易失性内存的多处理器计算机，更具体涉及一种在使用非易失性内存的多处理器计算机中减少远程非易失性内存访问的进程调度方法。

背景技术

非易失性内存((Non-Volatile Memory，简称NVM)是指当电流关掉后，所存储的数据不会消失的电脑存储器。非易失性内存中，根据存储器内的数据是否能在使用电脑时随时改写，可分为只读存储器ROM和闪存(Flash memory)。非易失性内存不仅比动态随机存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)提供更大的容量，还展现出良好的访存延迟、字节寻址能力和数据的持久性。因此，在不久的将来，非易失型内存将在体系结构中被普遍使用。例如，阿里云使用Intel推出的傲腾持久化内存模块(Optane DC PMM)作为后端存储介质。

在NVM出现之前，文件数据通常存放在磁盘上。为了缓解磁盘和DRAM之间的延迟间隔，操作系统实现了页面缓存机制，将一部分常用的数据从磁盘加载到内存中。页面缓存机制有效的提高了整体性能，也给多处理器(CPU)的计算机带来了新的挑战，即如何缩短从处理器到DRAM的访问路径。这是因为，多处理器计算机中每组处理器都有自己的内存，访问本地内存要比访问其他内存(即远程访问内存)的速度快。为了降低远程访问内存的开销，多处理器的计算机通常使用非统一内存访问架构(Non-Uniform Memory AccessArchitecture，简称NUMA架构)，该架构保证无论用户进程位于哪个节点上，数据都可以从磁盘加载到最靠近用户进程的DRAM上，使用户进程访问的数据位于本地内存中，提高了内存访问速度。

为了充分利用NVM的非易失性，基于NVM的文件系统通常会提供直接访问接口(Direct Access，简称DAX)，通过该接口，用户进程可以使用load/store指令，将存放在NVM上的文件直接映射到其地址空间并访问文件内容。这样做绕过了页面缓存和块I/O软件堆栈，操作系统无需将文件数据复制到DRAM中，从而可以更快地访问NVM。然而，绕过DRAM也带来了额外的远程内存访问风险。由于NVM所处的节点通常是固定的，一旦操作系统将用户进程调度到NVM所在节点之外的其他节点，必然会引发远程内存访问，导致额外的时间开销。

在现有的进程调度技术中，代表性的工作是Ingo Molnar提出的完全公平调度机制(Completely Fair Scheduler，简称CFS)，该机制在真实的硬件上建模了一个理想的多任务的CPU，并记录下每一个任务对CPU的使用情况，CFS总是选择消耗CPU资源最少的任务来运行。但是，这个方法仅考虑对单个CPU考虑调度策略，没有考虑到多CPU的计算机。NickPiggin等人引入了Scheduling Domain解决方案，负责在不同CPU上进行负载均衡的线程调度，但是这种方法并没有考虑到CPU访问本地内存和外部内存的速度差异，从而导致了潜在远程访问风险，并且，NVM读写不均衡的特性加深了远程内存访问给系统带来的内存伤害。到目前为止，还没有方法可以减少NVM引起的远程内存访问风险。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，提供一种进程调度方法，包括：

步骤1，获取当前进程访问的每个NVM的页面信息，所述页面信息至少包括：每个NVM对应的NUMA节点号、进程所访问的每个NVM的页面总数、每个NVM的热页面数量；

步骤2，根据所述进程访问的NVM的页面信息判断所述进程是否发生远程非易失性内存访问；

步骤3，在判断出所述进程发生远程非易失性内存访问时，根据所述进程访问的NVM的页面信息确定是否迁移所述进程。