嵌入式Linux片上存儲管理及優(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采用訪問速度快且功耗低的片上存儲器,便簽存儲器(SPM)就是一種主流的低功耗高性能片上存儲器,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,FaCSim作為硬件仿

2、真平臺,為了在FaCSim上正常運行Linux,在原有模型上添加了Timer,UART和VIC模塊,同時將Linux內(nèi)核移植到了該平臺。在此平臺上,首先設(shè)計實現(xiàn)了針對Linux內(nèi)核熱點代碼段和數(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)的動態(tài)SPM頁框分配機制,同時為內(nèi)核其他模塊和驅(qū)動提供了申請SPM頁框的通用接口函數(shù),并將其應(yīng)用到熱點SLAB的優(yōu)化中。另外

3、,為了對特定的用戶程序進行時間性能優(yōu)化,還在內(nèi)核空間實現(xiàn)了針對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)計的APPS優(yōu)化方案,該方案能在內(nèi)核態(tài)自動分析各個進程的熱點并將這些熱點頁通過DMA搬運到SPM空間中,從而實現(xiàn)對多進程用戶程序的SPM動態(tài)優(yōu)化。
　　 仿真實驗結(jié)果表明,本文采用的各種PSPM優(yōu)化方案對系統(tǒng)的時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