[发明专利]用于访问另一个进程的进程本地存储装置的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及数据处理领域。更具体地，本发明涉及计算机系统中的寻址方案的领域。

背景技术

自从计算机时代的来临，计算机系统已演变为可在很多不同设置中找到的极为复杂的装置。典型地，计算机系统包括硬件(例如，半导体、电路板等)和软件(例如，计算机程序)的组合。随着半导体工艺和计算机架构的进步使计算机硬件的性能推向更高，已为了利用硬件的更高的性能而发展出更复杂的计算机软件，从而导致今天的计算机系统比几年前强大得多。

计算机系统具有由计算机硬件定义的寻址能力。计算机系统的地址空间是可用来引用数据、指令等的地址的范围，并通过地址的大小(以位为单位)而被确定。地址大小是计算机系统的基础架构特征中的一个。早先，计算机系统是单用户计算机，其仅可同时处理单个任务，每当需要执行新任务时，便将所有数据映射到单个地址空间、并将数据调入和调出地址空间。之后，开发出支持多用户和进程的计算机。支持多进程的计算机系统必须管理进程之间的地址空间的分配。通常，每个进程具有对于该进程来说唯一的、其自己的工作数据。对于单处理器和多处理器计算机系统来说均是这样。

通常，计算机架构支持“进程本地寻址”，其中，仅在执行进程的环境(context)中解析存储装置访问。处理器使用进程唯一的段表(segment table)(其在本领域中还被称为“变换表”)，以将进程本地地址变换为虚拟地址。两个不同的进程可使用相同的进程本地地址而引用存储装置，但是，因为操作系统内核利用用于每个进程的独立虚拟地址范围来填充(populate)段表，所以，引用了不同的虚拟地址，其随后导致对不同存储装置的访问。一般在行业中使用进程本地寻址。使用进程本地寻址机制来防止一个进程偶然或有意地访问另一个进程的存储装置。由此，期望操作系统内核将每个进程的工作数据布置为驻留在被进程本地地址引用的进程本地存储装置中。

然而，存在协作进程需要共享它们的工作存储装置的至少一部分的情形。由此，典型地，操作系统内核提供一个或多个共享机制，协作进程借此共享它们的工作存储装置的至少一部分。两个这样的共享机制分别被称为“共享存储器”和“存储器映射文件”。第一个共享机制，即共享存储器，是这样的技术：操作系统内核将每个协作进程的段表的一部分填充相同的虚拟地址范围，并提供后备存储装置，以支持那些虚拟地址。由此，协作进程可引用同一存储装置。此外，如果操作系统内核将相同的进程本地地址与每个进程的段表中的相同的虚拟地址相关联，那么，协作进程可使用相同的进程本地地址而引用相同的存储装置。

第二个共享机制，即存储器映射文件，是类似的技术，但是，在此情况下，通过存在于文件系统中某处的文件而提供后备存储装置。协作进程引用相同的存储装置，其是该文件的一部分。

这些共享机制是有用的，但需要进程之间的某种协作。在这一点上，应注意，进程的工作数据不位于共享区域中的一个中。进程必须显式地创建共享存储器对象、或映射该文件，并且随后，必须基于所得到的共享区域的地址而定义其工作存储装置中其想要共享的部分。并且，进程必须在对共享的存储装置进行寻址时进行协作。如果共享的存储装置中的任一个包含共享的存储装置的其它部分的地址，那么，所有进程必须能够使用相同的进程本地地址来引用共享的存储装置，或者，必须能够在引用共享的存储装置时向该地址施加偏移。另外，当将地址存储在共享的存储装置中时，必须考虑相同问题。

在某些情形中，难以或者不可能实现这些共享机制。进程经常必须根据共享机制中的一个的需要，而共享不能被组织的数据。例如，考虑执行用于客户机进程的给定服务器功能的服务器进程。该服务器功能可涉及从客户机进程的存储装置提取大量数据、或将大量数据存储到客户机进程的存储装置中。客户机进程的存储装置可在任何位置的事实引入了复杂性。例如，它可在其自己的工作存储装置中、或在调用它的过程的工作存储装置中；它可在与共享存储器对象或存储器映射文件相关联的存储装置中；它可在堆栈或静态存储装置中，或者它可在这些位置的某个组合中。客户机进程的存储装置可能需要遍历复杂的结构，这复杂的结构包括若干级别的间接寻址(indirection)和指针废弃，以定位要访问的所有存储装置。