[发明专利]一种用于Linux系统数据缓存分配的管理方法

摘要

本发明涉及一种计算机应用技术领域，具体地说是一种用于Linux系统数据缓存分配的管理方法，通常用于基于Linux操作系统构建的数据存储系统中，使数据缓存的分配与管理独立于Linux操作系统内核版本，且数据缓存的大小能够根据实际运行情况进行动态调整，同时，采用数据缓存记录技术，将元数据信息分配在内存中的固定位置，系统因故障而宕机后，在具有BBU(电池备份单元)的情况下，可恢复整个数据缓存的内容，避免存储系统因故障而造成的数据丢失，解决了传统Linux系统的数据分配与管理方法缺乏灵活性与可扩展性的问题，提高了数据缓存的分配与管理效率，增强了兼容性与可复用性，并提高了数据的可靠性。

主权项

一种用于Linux系统数据缓存分配的管理方法，其特征在于，该系统体系结构包括：内核Patch模块(1)、缓存分配回收模块(2)、缓存访问接口模块(3)、缓存管理接口模块(4)和缓存故障重建模块(5)其中：内核Patch模块(1)将数据缓存的元数据信息分配在内存的固定位置，在Linux内核启动后，当执行到setup_memory函数时，动态增加min_low_pfn变量的值，从而预留出一段由原min_low_pfn值开始到新min_low_pfn值结束的固定的内存空间存储元数据信息，预留的内存空间大小由系统的全部内存空间所决定，其计算公式为：预留空间大小＝(系统内存空间大小)*(Hash表项的大小)/当前系统Unit单元大小+元数据控制信息，元数据信息以链式Hash的方式进行组织，数据缓存被分配为固定大小的Unit单元，每个Unit单元具有全系统唯一的Unit标识，并作为键值将Unit单元连入Hash表中，Unit单元到Hash表项的计算公式如下：Unit单元对应的Hash表项＝Unit标识％Hash表项的个数这种Unit单元到Hash表项的对应方式可以保证在平均情况下，根据Unit标识，在Hash表项中只需一次查找即可找到对应的Unit单元，保证缓存数据的查找效率；缓存分配回收模块(2)提供Unit单元的分配与回收接口，分配接口以Unit标识及要求的Unit单元数量为传入参数，利用Linux系统的内存分配函数进行缓存分配，在缓存分配成功后，根据Unit标识将Unit单元连入元数据Hash表中，回收接口以Unit标识为传入参数，在元数据Hash表中查找对应的Unit单元，从Hash表中移除，利用Linux系统的内存回收函数进行缓存释放；缓存访问接口模块(3)提供Unit单元的访问接口，访问接口以Unit标识为传入参数，在元数据Hash表中查找对应的Unit单元，返回指向Unit单元的句柄；缓存管理接口模块(4)提供数据缓存的管理接口，包括缓存空间大小设定、Unit单元大小设定，缓存空间大小设定以缓存空间的大小为传入参数，更新缓存空间大小阈值，若当期缓存空间大于该阈值则进行Unit单元释放，直到缓存空间小于阈值，Unit单元大小设定以Unit单元的大小为传入参数，调用缓存分配回收模块(2)的回收接口，释放缓存中原有的Unit单元，此后Unit单元的分配将以新设定的Unit单元大小为单位；缓存故障重建模块(5)在元数据信息区的保存一个故障标记，系统启动后该标记置位，系统正常关闭后清空该标记，系统启动后若发现故障标记置位，则表明系统为非正常关闭，遍历元数据的Hash列表，获取Unit单元的句柄，并标记为已占用，避免该空间写入新数据内容而造成数据丢失。