[发明专利]一种设备内存管理单元的预取方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种设备内存管理单元的预取方法、装置及系统，该方法包括：获取设备发出的第一类虚拟地址；根据第一类虚拟地址，确定第二类虚拟地址，其中，第二类虚拟地址为：与第一类虚拟地址对应的页表邻近的预取页表的虚拟地址；根据第二类虚拟地址，向内存发送读取预取页表的请求。本发明通过获取设备访问内存行为，计算出将来可能会被使用的页表，提前从内存中取到并装载到TLB中去，当相应的页表真正被使用时无需再从内存中读取，提高了IOMMU的工作效率，且原理简单方便实现。

技术领域

本发明涉及处理器领域，特别是涉及一种设备内存管理单元(IOMMU，Input/Output(Device)Memory Management Unit)的预取方法、装置及系统。

背景技术

IOMMU用于将显示引擎(Display engine)、视频编解码，图像信号处理(ISP，ImageSignal Processing)等设备发出的访问内存命令里的虚拟地址(VA，Virtual Address)映射成实际物理地址(Physical Address)，提高内存的使用效率。为提高IOMMU的工作效率和性能，常通过预取机制将后面可能要使用的页表预先取回，提升查找映射查找表(TLB，Translation Lookaside Buffer)时的命中率，减少完成地址映射的延迟，提升性能，但是类似中央处理器(CPU，Central Processing Unit)的内存管理单元(MMU，MemoryManagement Unit)的预取机制很多是基于命令来进行驱动(Dommand Driven)，不适合在IOMMU中使用。另外目前针对IOMMU的一些预取机制实现较为复杂，很难被广泛应用。

发明内容

本发明提供一种设备内存管理单元的预取方法、装置及系统，用以解决现有技术的如下问题：现有技术中MMU的预取机制不适用于IOMMU，针对IOMMU的一些预取机制实现较为复杂，很难被广泛应用。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种设备内存管理单元的预取方法，包括：获取设备发出的第一类虚拟地址；根据所述第一类虚拟地址，确定第二类虚拟地址，其中，所述第二类虚拟地址为：与所述第一类虚拟地址对应的页表邻近的预取页表的虚拟地址；根据所述第二类虚拟地址，向内存发送读取所述预取页表的请求。

进一步，根据所述第一类虚拟地址，确定第二类虚拟地址，包括：根据所述设备的类型和使用场景，确定预取范围；根据所述预取范围和所述第一类虚拟地址，确定所述第二类虚拟地址。

进一步，确定第二类虚拟地址之后，还包括：将所述第二类虚拟地址缓存至循环缓冲器中。

进一步，将所述第二类虚拟地址缓存至循环缓冲器中，包括：判断所述循环缓冲器是否存在空闲位置；在所述循环缓冲器存在空闲位置的情况下，将所述第二类虚拟地址缓存至所述空闲位置；在所述循环缓冲器不存在空闲位置的情况下，将所述第二类虚拟地址覆盖至所述循环缓冲器中缓存时间最早的记录。

进一步，根据所述第二类虚拟地址，从内存中获取所述预取页表之前，还包括：检测所述循环缓冲器中是否存在与所述第二类虚拟地址相同的记录；在所述循环缓冲器中不存在与所述第二类虚拟地址相同的记录的情况下，根据所述第二类虚拟地址，从内存中获取所述预取页表。

进一步，从内存中获取所述预取页表之后，还包括：将所述预取页表保存至映射查找表TLB。

另一方面，本发明还提供一种设备内存管理单元的预取装置，包括：获取模块，用于获取设备发出的第一类虚拟地址；确定模块，用于根据所述第一类虚拟地址，确定第二类虚拟地址，其中，所述第二类虚拟地址为：与所述第一类虚拟地址对应的页表邻近的预取页表的虚拟地址；预取模块，用于根据所述第二类虚拟地址，向内存发送读取所述预取页表的请求。

进一步，所述确定模块，具体用于：根据所述设备的类型和使用场景，确定预取范围；根据所述预取范围和所述第一类虚拟地址，确定所述第二类虚拟地址。