[发明专利]用于请求分页的高效解压缩局部性系统

说明书

本文的方面包括用于实现压缩页面的执行解压缩的计算设备、系统和方法。计算设备可以确定属于压缩页面的包含存储器访问请求中请求的代码指令的解压块。可以基于其相对于包含所请求的代码指令的解压块的局部性，来选择用于解压缩的解压块(其不同于包含所请求的代码指令的解压块)。没有被识别为解压缩的解压块，可以被替换为故障代码或者异常代码。计算设备可以对识别为解压缩的解压块进行解压缩，在使用已解压的块、故障代码或者异常代码来填充所有块时终止该压缩页面的解压缩。可以在执行所请求的代码指令之后或者与之同时地，对属于该压缩页面的剩余解压块进行解压缩。

相关申请

本申请相关于与本申请同时提交的、题目为减少解压缩时间而不影响压缩比(Reducing Decompression Time Without Impacting Compression Ratio)的美国专利申请No.14/526,868。

背景技术

在计算机操作系统中，请求分页(相对于预期分页)是一种虚拟存储器管理的方法。在使用请求分页的系统中，仅仅当执行的进程尝试访问磁盘页面，并且该页面不存在存储器中时(即，如果发生页面错误/未命中)，操作系统才将该页面复制到物理内存。从辅助存储器获取由该进程请求的页面，并加载到主存储器上。通过加载执行的进程所请求的页面，在程序启动时，由于从辅助存储器访问更少的信息，并将更少的信息带入主存储器，因此发生更少的加载时延。此外，由于与辅助存储器相比，主存储器更昂贵，因此该技术减少了所需要的主存储器的量，其减少了例如智能电话的组件成本。

在辅助存储器中存储的页面可以具有某种大小，从辅助存储器请求页面意味着向主存储器发送这种某种大小的页面。这种传输需要使用诸如数据总线带宽和功率之类的资源。为了减少这些资源的使用，可以在将包括整个压缩块的页面复制到主存储器之前，对其进行压缩。该压缩减小了页面的大小，因此减少了将该压缩的页面加载到存储器所需的资源。

但是，在主存储器处接收的每一个页面的解压缩时间会产生性能瓶颈。与页面能够被解压缩并且该页面中的指令或数据能够被使用相比，页面可以更快速地被主存储器接收。解压缩工作中的一些是对于包含有将不会被使用的代码或数据的页面来完成的，这进一步延迟了其它指令和数据的使用。

此外，高效的压缩算法通常使用回溯(lookback(s))，其允许使用先前压缩的数据的模式来更高效地对剩余的数据进行压缩和解压缩。但是，压缩算法对数据的块进行独立地压缩。随着块大小越来越小，存在着更少的回溯机会，因此压缩比劣化。

发明内容

各个方面的方法和装置提供了用于在计算设备上执行压缩页面的解压缩的电路和方法。一个方面方法可以包括：确定该压缩页面中包含有存储器访问请求中所请求的代码指令的第一解压块；使用异常代码来替换该压缩页面中的第二解压块；对该第一解压块进行解压缩；以及响应于完成第一解压块的解压缩，终止该压缩页面的解压缩。

此外，一个方面方法还可以包括：确定所述压缩页面中的多个解压块的解压块边界；以及生成与所述压缩页面相关联的解压块边界元数据，其中，该解压块边界元数据指示用于所述多个解压块中的每一个解压块的解压块边界。

在一个方面，确定压缩页面中包含有存储器访问请求中所请求的代码指令的第一解压块可以包括：将存储器访问请求中包括的代码指令的位置，与和该压缩页面相关联的解压块边界元数据进行比较；以及确定存储器访问请求中包括的代码指令的位置，落在第一解压块的解压块边界中的一个之上或者之间。

一个方面方法还可以包括：基于压缩页面中的第三解压块相对于第一解压块的局部性，确定第三解压块进行解压缩，其中，响应于完成第一解压块的解压缩终止该压缩页面的解压缩可以包括：响应于完成第一解压块和第三解压块的解压缩，终止该压缩页面的解压缩。

此外，一个方面方法还可以包括：在终止所述压缩页面的解压缩之后，执行所述代码指令；以及在终止所述压缩页面的解压缩之后，对第二解压块进行解压缩。