Linux内存管理子系统在龙芯2号上的优化

论文题目: Linux内存管理子系统在龙芯2号上的优化

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机系统结构

作者: 林伟

导师: 唐志敏

关键词: 龙芯号,内存管理子系统,多页技术

文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 龙芯2号是由中国科学院计算技术研究所自主研制开发高性能通用64位处理器。在龙芯2号上运行的是Linux操作系统,要提高应用程序的性能,就离不开操作系统性能的提高。而操作系统中与性能联系最为紧密的就是内存管理子系统。现在龙芯2号系统性能的瓶颈在于前端总线的带宽和访存的延时上。所以针对龙芯2号系统的实际情况,提高Linux的内存管理子系统的性能,对于提高龙芯2号系统的整体性能有着非常重要的意义。本文从介绍提高Linux内存管理子系统性能的意义出发,根据龙芯2号内存管理和TLB的特点,分析Linux内存管理子系统对内存资源的分配,管理和释放过程,提出了利用软TLB和多页技术来提高系统性能的方法。最后通过对系统性能评测,证明该技术能够显著的提高目前龙芯2号系统的性能。

论文目录:

摘要

英文摘要

第一章引言

1.1 龙芯2 号系统性能与TLB

1.2 软TLB 简介

1.3 多页技术简介

1.4 软TLB 和多页技术在龙芯上实现的意义

1.5 论文组织

第二章龙芯2 号的内存管理与TLB

2.1 龙芯2 号的MMU

2.1.1 龙芯2 号的TLB 的特点

2.1.2 龙芯2 号的MMU 控制寄存器

2.1.3 龙芯2 号的MMU 控制指令

2.2 龙芯2 号的地址转译过程

2.3 小结

第三章 Linux 内存管理子系统

3.1 Linux 下进程的地址空间

3.2 Linux 下描述进程地址空间的数据结构

3.3 Linux 下线性空间的建立、分配和释放

3.3.1 匿名页、页缓冲区、写时复制策略

3.3.2 线性空间的建立

3.3.3 物理内存的分配

3.3.4 线性空间的释放与修改

3.3.5 页的换入与换出

3.3.6 Linux 内存管理子系统的结构图

3.5 TLB 重载入异常处理函数和其他TLB 相关函数

3.6 小结

第四章软TLB

4.1 软TLB 的原理

4.2 软TLB 在Linux 下的设计与实现

4.3 小结

第五章多页技术

5.1 页大小对Linux 操作系统的影响

5.2 多页系统设计和实现

5.2.1 系统设计的目标

5.2.2 不同大小页在Linux 中的描述

5.2.3 线性空间的建立

5.2.4 页的分配

5.2.5 页的释放，属性的修改与页的降解

5.2.6 用户可控

5.3 小结

第六章性能评测与分析

6.1 测试集的介绍

6.1.1 SPEC2000

6.1.2 dbench

6.1.3 LMbench

6.2 软TLB 的性能测试与分析

6.3 多页系统的性能

6.3.1 多种页系统对SPEC2000 的影响

6.3.2 多页系统对文件系统的影响

6.3.3 页系统多于多进程的影响

6.3.4 多页对系统延时的影响

6.4 小结

第七章结束语

7.1 本文工作总结

7.2 进一步的工作

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2006-12-26

参考文献

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Linux内存管理子系统在龙芯2号上的优化

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