[发明专利]物理内存页分配方法和计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，并且更具体地，涉及一种物理内存页分配方法和计算机系统。

背景技术

随着技术的进步，新的多核、众核计算机系统不断出现，它们都包含了多个物理中央处理单元（Center Processing Unit，CPU），并且每个物理CPU上含有硬件缓存（硬件二级/三级缓存），被该物理CPU的各个逻辑CPU共享。

CPU中硬件缓存管理的最小单位为缓存线（Cache line），一般有32比特（Bytes）、64Bytes等；多个cache line组成一个集合（set），比如4Way SET表示一个set包含4个cache line；由一个物理页映射到CPU硬件缓存上所需要的连续set组成缓存块（cache bin），一个cache bin表示一种颜色，硬件缓存包含多少个cache bin就有多少种颜色。

操作系统中内存管理以物理内存页为单位，一般为4KB；如果不同的物理内存页映射到不同cache bin上，这些物理内存页就具有不同的颜色，若映射到同一cache bin上，则它们具有相同的颜色。

然而，由于同一个物理内存页只能映射到同一个cache bin里，且由于物理内存远远大于硬件缓存容量，故存在多个物理页与同一个cache bin对应的情况。由于物理内存页与硬件缓存管理单位的不一致和多逻辑CPU的存在，就有可能导致大量缓存失效，产生频繁的缓存刷新，最终导致系统性能降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种物理内存页分配方法和计算机系统，用以解决由于物理内存页与硬件缓存管理单位的不一致和多逻辑CPU的存在，所导致的系统性能降低的问题。

第一方面，提供了一种物理内存页分配方法，包括：为目标逻辑中央处理单元CPU分配至少一个颜色链表，其中，一个颜色链表由一种颜色的物理内存页组成，该目标逻辑CPU被分配的颜色链表的颜色不同于所属物理CPU中其他逻辑CPU被分配的颜色链表的颜色；从该目标逻辑CPU被分配的颜色链表中，为该目标逻辑CPU绑定的任务分配物理内存页。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该为目标逻辑CPU分配至少一个颜色链表，包括：根据该目标逻辑CPU已绑定的任务的数量、实时性参数、缓存线失效带来的开销、内存开销和内存访问频率中的至少一种，以及该所属物理CPU的物理内存页颜色的总数，为该逻辑CPU分配物理内存页颜色；根据为该逻辑CPU分配的物理内存页颜色，为该目标逻辑CPU分配至少一个颜色链表。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该为目标逻辑CPU分配至少一个颜色链表之前，该方法还包括：建立具有一个或多个子单页面链表的单页面链表，其中，每一个子单页面链表由一种颜色的物理内存页组成且每一个子单页面链表的物理内存页的颜色不同于该单页面链表中其他子单页面链表的物理内存页的颜色；该为目标逻辑CPU分配至少一个颜色链表，包括：从该单页面链表中的具有该目标逻辑CPU所需颜色的物理内存页的子单页面链表中，为该目标逻辑CPU分配至少一个颜色链表。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在为该目标逻辑CPU绑定的任务分配物理内存页之前，该方法还包括：获取该目标逻辑CPU的着色策略，该目标逻辑CPU的着色策略用于指示该目标逻辑CPU被分配的颜色链表中的物理内存页的分配方式；该为该目标逻辑CPU绑定的任务分配物理内存页，包括：根据该目标逻辑CPU的着色策略，从该目标逻辑CPU被分配的颜色链表中，为该目标逻辑CPU绑定的任务分配物理内存页。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该获取该目标逻辑CPU的着色策略，包括：确定用户是否针对该目标逻辑CPU指定着色策略；在该用户针对该目标逻辑CPU指定着色策略时，将该用户针对该目标逻辑CPU指定的着色策略确定为该目标逻辑CPU的着色策略；在该用户未针对该目标逻辑CPU指定着色策略时，将系统默认的着色策略确定为该目标逻辑CPU的着色策略。