[发明专利]一种基于混合主存架构的高效动态页面调度方法

权利要求书

1.一种基于混合主存架构的高效动态页面调度方法，应用于采用水平存储架构的内存控制器，其中的存储介质包括第一存储介质和第二存储介质，其特征在于，

在第一存储介质和第二存储介质中分别配置一张用于记录每个页面的访问信息的访问表，访问信息包含每个页面唯一标识的页号、读访问次数以及写访问次数，操作系统在响应页面的访问请求时会根据请求类型对该页面的访问表中读或写的访问次数进行更新，其中，所述页号能用于识别页面所位于的存储介质；

在内存控制器中为第一存储介质和第二存储介质各配置一个堆栈，即第一堆栈和第二堆栈，用于记录其所对应的存储介质中近期被访问的页面的状态信息，所述状态信息包含页号及状态标记，其中，状态标记用于反映页面在近期被访问的频率；

根据页面的状态标记及在访问表中记录的读写访问次数对存储介质中近期被访问的页面实行动态管理，以将写热度高的页面保存在第一存储介质，读频繁的页面保存在到第二存储介质；

其中，第一存储介质是DRAM，第二存储介质是NVM；

所述页面的状态标记包括LIR和HIR，其中，LIR表示近期被频繁访问且状态信息保存在堆栈中的页面，HIR又分为residentHIR和nonresidentHIR，residentHIR表示近期被访问次数较少但状态信息仍然保存在堆栈中的页面，nonresidentHIR表示状态信息被淘汰出堆栈的页面；刚进入堆栈的页面，都被标记为residentHIR，如果再次被访问就被标记为LIR；

所述对存储介质中近期被访问的页面实行的动态管理包括：

若访问的是LIR页面，不改变其状态标记，若所述LIR页面位于栈顶，保持原有状态，若所述LIR页面位于栈底，需将该页面的状态信息置于栈顶，并对栈底执行剪枝操作；若所述LIR页面满足触发迁移条件，对其进行迁移操作；

若访问的是residentHIR页面，将该页面的状态标记升级为LIR，若被访问的residentHIR页面的状态信息位于栈顶，保持原有状态，若被访问的residentHIR页面位于栈底，需将该页面的状态信息置于栈顶，并对栈底执行剪枝操作；若访问的是nonresidentHIR页面，将该页面的状态信息压入堆栈并置于栈顶，同时将该页面的状态标记升级为residentHIR，不执行剪枝操作；

在对被访问且不位于栈顶的LIR页面和residentHIR页面进行动态管理的同时，还需要对堆栈执行剪枝操作，将堆栈中一段时间内访问频率不高的页面淘汰出栈，以保证栈底始终是LIR页面；

所述剪枝操作是指，从栈底开始删除页面信息，直到出现LIR页面为止，然后将该LIR页的标记修改为residentHIR；

所述迁移操作是指，将所述LIR页与从另一存储介质中抽取的替换页进行位置交换，所述替换页为冷页面。

2.如权利要求1所述的高效动态页面调度方法，其特征在于，触发页面迁移的迁移条件是指该页面在堆栈中记录的状态标记是LIR且所对应的访问表中记录的读访问次数或写访问次数达到阈值。

3.如权利要求1所述的高效动态页面调度方法，其特征在于，对页面的读访问次数和写访问次数的统计并不是相互独立的，在第一存储介质中响应写访问将限制读访问次数的累加，在第二存储介质中响应读访问将限制写访问次数的统计。

4.如权利要求3所述的高效动态页面调度方法，其特征在于，对第一存储介质只关注页面的读访问频率，对第一存储介质中页面进行读访问次数的计数方法及触发迁移操作的条件是：一旦页面响应了写请求，就需要将该页面对应的读次数置0并重新开始计数，当页面的读次数累加超过阈值，该页面将会被迁移至第二存储介质中。

5.如权利要求3所述的高效动态页面调度方法，其特征在于，对第二存储介质结合读写两方面的信息作为触发页面迁移操作的判断，对第二存储介质中页面读写访问次数的计数方法及触发迁移操作的条件是：当页面的读次数累加到一定数值时，需要对写次数进行减1，当页面的写次数累加超过阈值，该页面将会被迁移至第一存储介质中。