嵌入式Linux片上存儲(chǔ)管理及優(yōu)化技術(shù).pdf

1、嵌入式Linux已經(jīng)成為了各種便攜式設(shè)備的主流操作系統(tǒng),但Linux內(nèi)核并沒有考慮到嵌入式處理器的特殊存儲(chǔ)架構(gòu),比如許多嵌入式SoC為了高性能與低功耗的目的往往會(huì)采用訪問速度快且功耗低的片上存儲(chǔ)器,便簽存儲(chǔ)器(SPM)就是一種主流的低功耗高性能片上存儲(chǔ)器,然而SPM在Linux內(nèi)核中很難發(fā)揮有效作用,所以在Linux中利用SPM優(yōu)化系統(tǒng)性能具有重要的工程意義。
　　 本文以嵌入式Linux作為軟件研究平臺(tái),FaCSim作為硬件仿

2、真平臺(tái),為了在FaCSim上正常運(yùn)行Linux,在原有模型上添加了Timer,UART和VIC模塊,同時(shí)將Linux內(nèi)核移植到了該平臺(tái)。在此平臺(tái)上,首先設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)Linux內(nèi)核熱點(diǎn)代碼段和數(shù)據(jù)段的SPM靜態(tài)優(yōu)化。其次,為了提高SPM的利用率,將SPM頁區(qū)加入到Linux內(nèi)核的內(nèi)存模型中,建立了以SPM頁區(qū)為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)SPM頁框分配機(jī)制,同時(shí)為內(nèi)核其他模塊和驅(qū)動(dòng)提供了申請(qǐng)SPM頁框的通用接口函數(shù),并將其應(yīng)用到熱點(diǎn)SLAB的優(yōu)化中。另外

3、,為了對(duì)特定的用戶程序進(jìn)行時(shí)間性能優(yōu)化,還在內(nèi)核空間實(shí)現(xiàn)了針對(duì)特定用戶程序的代碼、棧和BSS段的SPM優(yōu)化技術(shù),并在此基礎(chǔ)上提出了自主設(shè)計(jì)的APPS優(yōu)化方案,該方案能在內(nèi)核態(tài)自動(dòng)分析各個(gè)進(jìn)程的熱點(diǎn)并將這些熱點(diǎn)頁通過DMA搬運(yùn)到SPM空間中,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多進(jìn)程用戶程序的SPM動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
　　 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文采用的各種PSPM優(yōu)化方案對(duì)系統(tǒng)的時(shí)間性能均有一定提升,其中內(nèi)核代碼段SPM優(yōu)化方案和APPS優(yōu)化方案的效果比較突出,這