مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM
مدیریت حافظه;سیستم های حافظه;نرم افزار SDSM
مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM
خلاصه:
زمانیكه سیستم های حافظه اشتراكی گسترده نرم افزار (SDSM) چند رشته ای را با بهره برداری از چند پردازشگرهای متقارن فراهم می آورد، اعتراض كردن چگونگی حفظ سازگاری حافظه سازگاری حافظه در راه ایمن است، كه به عنوان “ مسئله روز آمد صفحه اتمی” شناخته شده است. در این مقاله، نشان می دهیم كه در این مسئله می تواند از طریق خلق دو راه قابل دستیابی مستقل به صفحه فیزیكی و از طریق نسبت دادن مجوزهای متفاوت دستیابی به آنها تجزیه شود. به ویژه، ماسه روشن جدید را با كاربرد سیستم ارتباطی درون پردازشی حافظه اشتراكی V، فراخوانی سیستم جدید molupo و فراخوانی سیستم دو شاخه D علاوه بر كاربرد روش شناخته شده نقشه پردازی فایل پیشنهاد می دهیم. سهم اصلی از این مقاله معرفی راه حلهای متنوع به مسئله روز آمد صفحه اتمی و مقایسه مشخصه هایشان است. تجربیات و آزمایشات برای دسته ای بر پایاه لینوكس SMPS و سیستم ثابت IBM sP Hawk انجام می شود و نشان می دهد كه روشهای پیشنهاد شده بر عقب كشی های از روش طراحی قایل غالب میگردد مثل هزینه بالای ارزشدهی آغازین و پاكسازی قطرنها نگاهی میانگیر اضافی به ویژه، روش كاربردی فراخوانی سیستم دو شاخه O فضای كلی نشان را به كاربرد عملی حفظ می كند.
1- مقدمه
سیستم های حافظه اشتراكی گسترده نرم افزار سكوی قدرتی شده است تا فضای نشانی اشتراكی را روی معماریهای حافظه اشتراكی فراهم گردد. سیستم های اولیه SDSM مثل IVY [1] ، طریقه واسطه ای [2]، [3] Munin، و Treadmark[4] گروه های غیر پردازش را می پذیرند، بنابراین تنها یك رشته را در جریان روی گره مجاز میگرداند به طور رایج، جنس ریر پردازنده های خارج از قفسه و تركیبات شبكه به طور گسترده به عنوان بلوكهای ساختمای برای كامپیوترهای موازی به كار برده می شود. این روند سیستم های دسته ای را شكامل چند پردازشگر متناسب سكوهای جذاب برای محاسبه عملكرد بالا ساخته است. به هر حال، سیستم های اولیه تك رشته ای شده خیلی محدود به بهره داراست چند پردازشگر در رشته های SMP می شوند. نسل بعدی سیستم های SDSM مصل Quark[5]، [6] Brazos ، رشته های DSM[7]، Murk[8] آگاه از چند پردازشگرهایی هستند كه آنها بوسیله چند پردازشگر یا چند رشته بهره برداری می گردد. به طور كلی، سیستم های بر پایه پردازش ساده و طبیعی ظرفیت بالای كلید زنی و تأخیرر رابطه ای اضافی درون پردازش را در یك گروه تجربه و آزمایش می كنند، بنابراین تمركز، در این مقاله سیستم های چند رشته ای SDSM است.
خیلی از سیستم های تك رشته ای SDSM در سطح كاربر از طریق كاربرد مكانیزم گرداندن خرابی صفحه تكمیل و اجرا می شوند این نوع از SDSM دسترسی كاربرد غیر ممتاز را به صفحه اشتراكی از طریق گرفتن علامت SIGSEGV و كاربرد تعیین شده گرداننده علامتی روز آمد را در صفحه غیر معتبر آشكار می گرداند. از نقطه نظر كاربرد، این صفحه روز آمد اتمی است زمانیكه كنترل صفحه به كاربردی تنها بعد از گرداندن علامت برگردانده می شود و كاری روی خرابی تكمیل می كند. به هر حال، جریان گرداندن خطای قرار دادی در محیط های چند رشته ای موفق نخواهد شد زیرا دیگر رشته ها احتمالاً سعی در دستیابی صفحه معین در طی دوره روزآمد دارند. سیستم SDSM با برهانی روبرو می گردد زمانیكه چندین رشته با دستیابی به صفحه غیر معتبر در فاصله كوتاه كامل می گردد. در دستیابی اول به صفحه غیر معتبر، سیستم باید صفحه قابل نوشتن را با جایگزینی مورد معتبر برقرار گرداند. متأسفانه این تغییر همچنین رشته های كاربردی دیگر را به دستیابی صفحه معین مجاز می گرداند. این پدیده به عنوان صفحه ای روز آمد شناخته شده است و مسئله صحیح(7) یا حوزه شرایط mmapo تغییر می گردد. به طور خلاصه، با این مسئله روز آمد صفحه اتمی را فرا می خوانیم راه حل معروفی به این مسئله از طریق سیستم های چند رشته ای SDSM عمده مثل Treadmark[9] ، [6]Brazos وstnings[10] منطبق می شود كه طراحی فایل به دو نشانی متفاوت واقعی است. حتی از طریق روش نقشه برداری محیط كاری احتمالاً تحت تأثیر عملكرد این سیستم ها است. روش نقشه برداری فایل به طور ضعیف در برخی موردها اجرا می گردد و برای مثال، سیستم IBMSP Night Hawk با ویرایش Aix 4.3.3PssP این مشاهده تحقیق دیگر راه حل ها را به مسئله روز آمد صفحه اتمی موجب می گردد. به هر حال، نقشه برداری فایل هزینه ارزش دهی بالای آغازین را دارد و فضای قابل دسترسی را كاهش می دهد زیرا SDSM و بخش عمل فضای نشانی است.
ما علت مسئله روزآمد صفحه اتمی را ذكر می كنیم كه SDSM و بخش عملی همان صفحه نشانی است. زمانیكه تغییرات SDSM صفحه قابل نوشتن است، صفحه همچنین به كاربرد قابل دسترسی است. راه حل كلی به این مسئله جداسازی فضای نشانی كاربردی از فضای نشانی سیستم برای حافظه فیزیكی است و مجوز دستیابی متفاوتی تكمیل می شود، نشانیهای مهارتی متفاوت احتمالاً مجوز دستیابی متفاوتی دارند حتی اگر آنها به صفح فیزیكی یكسان رجوع كنند. سپس، سیستم می تواند روزآمد بودن صفحه اتمی را از طریق تغییر مجوز دستیابی از صفحه مهارتی در فضای نشانی كاربرد ضمانت كند بعد از اینكه آن روز آمد بودن صفحه را از طریق فضای نشانی سیستم تكمیل می كند. در این مقاله، ما سه راه حل جدید را با كاربرد سیستم ارتباطی درون حافظه اشتراكی، فراخوانی سیسستم mdupo جدید برای نسخه برداری فهرست صفحه، و فراخوانی دو شاخه سیستم O علاوه بر راه حل شناخته شده با كاربرد نقشه برداری قایل پیشنهاد می دهیم. سهم عمده از این مقاله ارائه راه حلهای متنوع به مسئله روز آمد صفحه اتمی است كه با مشخصه هایشان مقایسه میگردد. به هر حال، آن مشاهده شده است كه آن همیشه ممكن است تا همه آنها را در سیستم دسته SMP در نتیجه محدودیت های متنوع سیستم اجرایی تكمیل گردد. آزمایشاتی روی دسته ای براساس سینوكس ورودی دستگاه IBM SP2 نشان می دهد كه روشهای پیشنهاد شده بر عقب كشی هایی از روش نقشه برداری فایل غالب می گردد مثل ارزش دهی آغازین بالای اضافی و پاك زنی و حافظه نگاهی میانگیر اضافی. بویژه، كاربرد روش فراخوانی سیستم شاخه ای o فضای كلی نشانی را به كاربرد نگه می دارد.
این مقاله به شرح ذیل سازماندهی می شود. در بخش دوم، ما از مسئله روز آ د صفحه اتمی بحث می كنیم. ما به طور خلاصه سیستم SDSM خودمان را در بخش سوم معرفی می كنیم و چهار روش را ارائه می دهیم كه مسئله را در بخش چهارم حل می كند چهار روش را از طریق كاربرد نشانه معیار ریز بررسی می كنیم و نتایج آزمایش را با چندین كاربرد در بخش s ارائه می دهیم. بخش 6 خلاصه ای از مقاله است.
2- مسئله روز آمد صفحه اتمی
جریان گرداندن خطای صفحه واقعی از SDSM بر پایه صفحه قراردادی در شكل 1 روشن می شود. به طور كلی این نوع از كاربردهای SDSM و SIGIO و علامتهای SIGSESV برای تكمیل پروتكولهای سازگاری حافظه است. زمانیكه عملكرد صفحه غیر معتبر اشاره شده از طریق A قابل دستیابی است، سیستم عملی علامت SIGSEGV و دسته هایی روی كنترل برنامه به SDSM از طریق راه انداختن برنامه در حافظه با كارانداز كاربر تعیین شده SIGSEGV تولید می گردد. درون كارانداز، سیستم صفحه قابل نوشتنی از طریق خلق متحرك صفحه بی نام یا از طریق بازیابی كردن صفحه از مخزن حافظه اشتراكی اختصاص می دهد كه در مرحله ارزش آغازین آماده می شود. سپس سیستم بیشترین صفحه روز آمد را از گروه جزئی درخواست می كند و منتظر صفحه می گردد. زمانیكه درخواست صفحه به گروه جزئی میرسد، سیستم اجرایی جزئی علامت SIGIO و راه انداز كاربر تعریف شده SIGIO كه به درخواست كمك می كند تولید می گردد. بعد از آن، SDSM محلی صفحه غیر معتبری به مورد جدید جایگزین می كند و صفحه خوانا را با كاربرد فراخوانی سیستم mprotecto بر قرار می كند.
در سیستم تك رشته ای، این صفحه روز آمد با توجه به كاربرد عملی اتمی است زمانیكه مجموعه هایی از عملیات را اجرا می كند. از لحاظ اتمی. به هر حال، تضمین نشده است زمانیكه چندین رشته دسترسی را كامل می گرداند. به منظور ضمانت صفحه روز آمد اتمی، رشته های دیگر باید از دستیابی به صفحه جلوگیری شود در حالیكه رشته در انتظار صفحه معتبر است. چندین راه حل ممكن می تواند به طریق زیر طبقه بندی شود:
· معلق نگه داشتن همه رشته های كاربردی زمانیكه سیستم به صورت روزآمد صفحه غیر معتبر پایان می یابد.
· اصلاح فهرست گر os كه رشته هایی را فهرسست بندی نمی كند كه احتمالاً قابل دستیابی به صفحه غیر معتبر است
·تكمیل بسته رشته جدید (7و5)
·نقشه كشی یك فایل به دو نشانی مهارتی و تعیین حواز متفاوت دستیابی به آنها.
روش اولیه قدرت مدارانه همه رشته های كاربردی را به طور موقتی از طریق پخش علامت SIGSTOP در طی دوره روزآمد كردن صفحه به طور معلق حفظ می گردد و رشته هایی مجدداً بعد از روز آمد كردن صفحه بر میانگیزد تا كامل شود. این روش خیلی ساده است اما آن حتی اجرای رشته های غیر مربوطه را به صفحه مسدود می گرداند در نتیجه، این روش بهره برداری cpu را به طور متنوع كاهش میدهد و برتری مورد انتظار ضعیف است. نگرش ثانوی اصلاح شالوده os است تا تنها رشته هایی را فهرست بندی كند كه قابل دسترسی صفحه یكسان نیست. Murks[8] این نوع از سیستم است حتی این نگرش مؤثر است، و آن به محل پذیری سیستم صدمه می زند. مورد سوم تكمیل بسته رشته جدید برای كنترل فهرست بندی رشته در سطح كاربر است. رشته های DSm[7] و كوآكس(5) دو سیستم شناخته شده هستند اما آنها محل پذیری ندارند.
لینک دانلود و توضیحات فایل”مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM”