1.本技术实施例涉及处理器
技术领域：
：，并且更为具体地，涉及一种页表预取方法及装置、片上系统。
背景技术：
：：2.在计算机
技术领域：
：，操作系统的重要职能之一是内存管理。在多进程操作系统中，一般都需要操作系统基于虚拟地址映射物理地址来管理存储空间，而存储管理单元(memorymanagementunit，mmu)则是配合操作系统完成虚拟地址与物理地址之间的逻辑转换。存储管理单元中缓存的页表包含了物理地址的信息，存储管理单元可以根据操作系统访问命令的虚拟地址返回页表中对应的物理地址信息。为了提高访问命令在存储管理单元页表中的命中率，存储管理单元通常会从存储空间中预取页表，并将预取的页表缓存在存储管理单元中。然而，目前的页表预取方式存在一定的冗余操作，系统功耗较高。技术实现要素：3.本技术实施例提供一种页表预取方法及装置、片上系统。下面对本技术实施例涉及的各个方面进行介绍。4.第一方面，提供一种页表预取方法，所述方法应用于存储管理单元，所述存储管理单元用于与存储有所述页表的第一存储空间连接，所述方法包括：响应于页表预取机制被触发，发出所述页表的预取请求；获取所述存储管理单元的当前业务场景；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。5.第二方面，提供一种页表预取装置，所述装置包括存储管理单元，所述存储管理单元用于与存储有所述页表的第一存储空间连接，所述存储管理单元还用于执行以下操作：响应于页表预取机制被触发，发出所述页表的预取请求；获取所述存储单元的当前业务场景；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。6.第三方面，提供一种片上系统，包括存储管理单元，所述存储管理单元配置成执行如第一方面所述的页表预取方法。7.第四方面，一种芯片，包括处理器，所述处理器用于执行如第一方面所述的页表预取方法。8.第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被执行时，能够实现如第一方面所述的页表预取方法。9.第六方面，提供一种计算机程序产品，包括可执行代码，当所述可执行代码被执行时，能够实现如第一方面所述的页表预取方法。10.本技术实施例提出一种页表预取方法，根据预取请求，存储管理单元mmu可以根据其当前业务场景，选择与该当前业务场景相适配的页表预取方式对第一存储空间中的页表进行预取操作，有助于提高页表的命中率。另外，也可以减少冗余预取操作所带来的功耗损失。附图说明11.图1是本技术一实施例提供的数据读写访问的流程示意图。12.图2是图1中示出的数据读写访问的另一种流程示意图。13.图3是本技术一实施例提供的包括页表预取的数据读写访问的流程示意图。14.图4是图3中示出的数据读写访问的另一种流程示意图。15.图5是本技术另一实施例提供的包括页表预取的数据读写访问的流程示意图。16.图6是图5中示出的页表预取的一种可能实现方式。17.图7是图5中示出的页表预取的另一种可能实现方式。18.图8是图5中示出的页表预取的又一种可能实现方式。19.图9是本技术又一实施例提供的包括页表预取的数据读写访问的流程示意图。20.图10是本技术一实施例提供的页表预取装置的结构示意图。21.图11是本技术另一实施例提供的页表预取装置的结构示意图。具体实施方式22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。23.在计算机
技术领域：
：，操作系统通常会涉及到处理数据和内存管理。处理数据主要是依靠处理器，该处理器可以为中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)、图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)、网络处理器(neural-networkprocessingunits，npu)等。相对于操作系统，图形处理器gpu、网络处理器npu通常被称为外设处理器。24.存储器主要用于存储数据，以供处理器进行读写。存储器例如可以包括随机存储器(randomaccessmemory，ram)、固态硬盘(solidstatedisk，ssd)等，本技术实施例对此不做具体限制。需要说明的是，存储器可以集成在处理器中，也可以独立的放置在处理器的外部，本技术对此不做具体限制。25.内存管理也是操作系统的核心职能之一，特备是在当前较大规模的片上系统(systemonchip，soc)芯片或计算系统中，如果涉及运行较复杂的多进程操作系统，例如安卓操作系统、linux操作系统等，一般都需要操作系统基于虚拟地址映射物理地址来管理存储空间，而存储管理单元mmu则是配合操作系统完成虚拟地址与物理地址之间的逻辑转换。mmu也可用于缓存页表，其中页表包含了物理地址的信息。如果操作系统的访问命令所需的页表存在于mmu中，则mmu可以根据访问命令的虚拟地址，查询并返回对应的物理地址给访问命令。如果访问命令所需的页表不存在于mmu中，则mmu会主动发起对系统存储空间的访问，以读取相应的页表并缓存在mmu内部，然后将页表中的物理地址返回给访问命令。26.为了便于理解，下面结合图1，对操作系统中的常规数据读写请求流程进行详细的描述。27.如图1所示，在外设处理器或cpu发起数据读写访问请求的访问命令时，该访问命令对mmu中的页表进行查询。如果访问命令所需的页表存在于mmu中，则对存储空间进行正常的数据读写。如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，则会触发mmu自主发出访问存储空间获取页表的请求(translationtablewalk，ttw)，这时正常读写请求需要等待ttw请求，在mmu获取所需页表后，再完成正常的读写请求。28.为了加深理解图1中描述的读写访问流程，下面结合图2继续对数据读写访问流程进行举例说明。如图2所示，包括如下操作步骤：操作2.1～操作2.4。29.操作2.1：外设处理器或cpu会发出数据读写访问请求的访问命令。30.操作2.2：该访问命令会查询mmu中的页表，如果访问命令所需的页表存在于mmu中，即访问命中，则该访问命令可以根据命中的物理地址通过内存总线对存储空间进行相应的数据读写。否则跳至操作2.3。31.操作2.3：如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，即访问未命中，则mmu会自主发出访问存储空间获取页表的请求，即ttw请求，并跳至操作2.4。32.操作2.4：mmu从存储空间中读取页表，并将该页表缓存在mmu内部，同时跳至操作2.2。33.根据前文的描述内容可以看出，当访问未命中时，会带来较大读写性能损失。因此，相关技术中，提出了页表预取机制。页表预取机制可以在外设处理器或cpu发起访问命令时，同时触发mmu自主获取页表的ttw请求，以提高正常读写访问的地址在mmu页表中命中的概率，从而可以保证正常读写访问请求的性能。下面结合图3对页表预取的访问流程进行举例介绍。34.如图3所示，在外设处理器或cpu发起数据读写访问请求的访问命令时，同时，会触发传统的预取机制，即mmu会根据当前的访问命令，对下一地址对应的页表进行预取，并更新自身缓存，即将页表缓存至mmu中。访问命令会对mmu中的页表进行查询。如果访问命令所需的页表存在于mmu中，则对存储空间进行正常的数据读写。如果访问命令所需的页表没有存在于mmu中，仍然会触发mmu自主发出ttw，这时正常读写请求需要等待ttw请求完成。35.为了加深理解图3中描述的预取读写访问流程，下面结合图4继续对预取访问流程进行举例说明。如图4所示，包括如下操作步骤：操作4.1～操作4.5。36.操作4.1：外设处理器或cpu会发出包括传统预取机制的数据读写访问请求的访问命令。37.操作4.2：访问命令会触发预取机制，即触发mmu自主获取页表的ttw请求，mmu会根据当前的访问命令，对下一地址对应的页表进行预取。并跳至操作4.3。38.操作4.3：页表返回，mmu更新自身缓存，并将该页表缓存至mmu中，并跳至操作4.4。39.操作4.4：访问命令查询mmu中的页表，如果访问命令所需的页表存在于mmu中，即访问命中，则该访问命令可以根据命中的物理地址通过内存总线对存储空间进行相应的数据读写。否则跳至操作4.5。40.操作4.5：如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，即访问未命中，则mmu会自主发出访问存储空间获取页表的请求，即ttw请求，并跳至操作4.3。41.根据前文的描述内容可以看出，为了提高访问命令在mmu页表中的命中率，mmu会根据当前的访问命令，对下一地址对应的页表进行预取，并将预取页表缓存至mmu中。然而，目前的页表预取机制仅采用了简单而通用的预取方法，即，仅对存储空间中的下一地址的页表进行预取，该页表预取方式难以匹配不同的业务场景，会造成一定的预取冗余。42.为了解决上述问题，发明人对相关页表预取技术进行了系统化的分析、研究和测试，并在此基础上提出了解决方案，具体论述如下。43.操作系统中的处理器在对不同数据业务类型的数据的进行读写时，其读写数据读写顺序可能存在不同，从而导致mmu所需要读取页表的地址顺序也不同。下面以智能手机的视频数据为例，当智能手机竖屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序是一致的。然而，当智能手机由竖屏旋转至横屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序并不是一致的，其对应的页表在存储空间中的读取顺序是隔一个地址读一次。应理解在，不用的业务场景下，mmu进行页表读取的方式也可能是间隔多个地址读取一次。还可能是页表读取方向不同，比如前向读取、后向读取等多种方式。也就是说，按照当前的预取方式，将下一地址的预取页表缓存至mmu中之后，访问命令在查询mmu中的页表时，很大概率仍然是未命中的。另外，冗余的预取操作也带来的功耗损失。本技术实施例是建立在上述发现和分析基础上完成的，上述发现和分析并非现有技术，而应当视为本技术对现有技术的贡献的一部分。44.既然，mmu所对应的业务场景不同会相应页表的预取顺序，如果能按照不同的业务场景匹配对应的页表预取方式，则就可以提高处理器访问页表的命中率。基于此，本技术实施例提出一种页表预取方法，根据预取请求，存储管理单元mmu可以根据其当前业务场景，选择与该当前业务场景相适配的页表预取方式对第一存储空间中的页表进行预取操作，有助于提高页表的命中率。另外，也可以减少冗余预取操作所带来的功耗损失。45.下面结合图5对本技术实施例中的页表预取方法进行详细介绍。该页表预取方法500主要应用于存储管理单元mmu，mmu可用于与存储有页表的第一存储空间连接，第一存储空间可以是上文提及的任一存储器的存储空间，例如第一存储空间可以是随机存储器ram的存储空间，也可以是固态硬盘ssd的存储空间，本技术实施例对此不做具体限制。页表预取方法500可以包括步骤s520～s560。46.在步骤s520，响应于页表预取机制被触发，发出页表的预取请求。47.本技术实施例对页表预取机制的被触发的方式不做具体限制，例如，页表预取机制被触发可以是外设处理器或cpu发出的访问命令直接触发，也可以由第三方软件间接触发，比如，第三方软件可以检测外设处理器或cpu的读写访问请求，并根据该读写访问请求，对mmu发出页表预取机制的触发信号。48.在步骤s540，获取存储管理单元mmu的当前业务场景；49.在一些实施例中，当前业务场景可以是指mmu中的页表所对应的数据业务场景。比如当前的业务场景可以是指多媒体场景，多媒体业务场景可以包括音频、图片和视频等业务数据。50.在步骤s560，根据mmu的预取请求，mmu可以基于当前业务场景对第一存储空间中的页表进行预取操作。51.在一些实施例中，当外设处理器或cpu对不同业务场景的数据进行处理时，可能具有不同的数据读取顺序，从而使得mmu读取页表的地址顺序也不同。以智能手机的视频数据为例，当智能手机竖屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序是一致的。然而，当智能手机由竖屏旋转至横屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序并不是一致的，其对应的页表在存储空间中的读取顺序是隔一个地址读一次。当然，根据不同的业务场景，页表在存储空间中的读取顺序可能是前向顺序读取或后向顺序读取。52.在一些实施例中，可以根据不同的业务场景，对页表预取的顺序进行配置，例如可以将不同业务场景与其对应的页表预取顺序做成映射表，从而可以实现在不同的业务场景下，mmu可以采用与该业务场景配置的页表预取方式。53.在一些实施例中，步骤s560中，存储管理单元基于当前业务场景对第一存储空间中的页表进行预取操作，可以包括步骤s561～s562。54.在步骤s561，可以基于当前的业务场景，来确定该业务场景对应的页表预取顺序。换言之，需要根据当前业务场景确定预取页表的地址偏移。55.在步骤s562，然后根据页表的地址偏移，mmu可以对第一存储空间中的页表进行预取操作。56.在一些实施例中，预取页表的地址偏移可以包括预取页表的地址偏移方向、地址偏移量和地址间隔方式等。根据页表的地址偏移，页表预取可以包括多种预取方式，例如可以对第一空间中的页表进行前后地址连续预取、地址等间隔预取、地址间隔递增预取以及页表预取次数等，本身实施例对此不做具体限制。57.在一些实施例中，在第一内存空间中，多个页表是按照地址顺序有序放置的，在对预取页表之前需要先根据基地址参数找到基地址，然后根据地址偏移先找到当前访问命令所需的页表地址。接着才能进行精准的页表预取。下面以每个页表的大小为64bit，四个页表地址是一组为例。结合图6至图9对页表预取的多种方式进行举例说明。需要说明的是，为方便图中显示，本技术图6至图8中的1st表示第一次页表预取，2nd表示第二次页表预取，3rd表示第三次页表预取，以此类推。58.例如，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为后向连续地址预取三次，如图6所示，mmu可以向第一存储空间发出三次页表预取请求，该三次页表预取的方式为后向连续地址预取。59.同理，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为前向连续地址预取三次，参见图6，mmu可以向第一存储空间发出三次页表预取请求，进行前向连续地址预取三次。60.又如，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为地址等间隔预取，如图7所示，mmu可以在第一次页表预取时与当前所需页表的地址之间间隔一个地址，第二次页表预取与第一次页表预取之间间隔一个地址，第三次页表预取与第二次页表预取之间间隔一个地址，以此类推。直至mmu停止预取请求或改变预取方式为止。应理解，该地址等间隔预取的方向并不做限定，默认为前向预取。61.又如，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为地址间隔递增预取，如图8所示，mmu可以在第一次页表预取时与当前所需页表的地址之间间隔一个地址，第二次页表预取与第一次页表预取之间间隔两个地址，第三次页表预取与第二次页表预取之间间隔三个地址，以此类推。直至mmu停止预取请求或改变预取方式为止。应理解，该地址间隔递增预取的方向并不做限定，默认为前向预取。62.在一些实施例中，根据不同的业务场景，也可以采用定时预取的方式。即，根据定时时间，存储管理单元基于当前业务场景对第一存储空间中的页表进行定时预取操作。比如，在触发页表预取时，以后每次页表预取都可以固定周期进行定时预取。例如可以每五秒钟预取一次。63.在一些实施例中，还可以基于页表预取的历史记录，采用自适应预取的方式。比如，可以先获取mmu的页表预取历史记录，然后，根据预取请求，存储管理单元基于该页表预取历史记录对第一存储空间中的页表进行预取操作。比如，若监测到相同的业务场景下，该页表预取历史记录显示为地址等间隔预取，则该场景下采用地址等间隔预取的方式。又如，若监测到另一业务场景下，该页表预取历史记录显示为地址间隔递增预取，则该场景下采用地址间隔递增预取的方式。64.需要说明的是，上述提及的多种页表预取方式包括地址间等隔预取、地址间隔递增预取、定时预取以及根据历史记录进行预取等，该多种页表预取方式可以是通过预配置，由mmu来执行。也可以是由第三方配置软件来配置不同的预取模式，然后由mmu来执行。下面以多媒体场景为例，结合图9对由第三方软件配置页表的预取方式进行举例说明。如图9所示，可以包括如下操作步骤：操作9.1～操作9.7。65.操作9.1：多媒体场景下，外设处理器或cpu会发出包括本技术实施例预取机制的数据读写访问请求的访问命令。66.操作9.2：第三方软件可以监控操作步骤9.1，并可以获取当前的业务场景(比如多媒体场景)或mmu的页表预取历史记录等。应理解，第三方软件还可以获取访问命令中携带的其他信息，本技术对此不做具体限制。67.操作9.3：根据不同的业务场景或预取历史记录，对mmu配置不同的预取模式。例如可以根据不同的业务场景可以配置为地址等间隔预取、地址间隔递增预取等预取方式。又例如也可以根据预取历史记录配置为定时周期预取、地址等间隔预取等预取方式。应理解，第三方软件还可以对预取的触发方式、预取次数、地址偏移量、地址间隔、预取方向等页表预取参数进行配置。68.操作9.4：mmu预取机制被触发，mmu可以按照第三方软件配置的页表预取方式自主发起页表的ttw请求，并对第一存储空间中的页表进行预取，并跳至操作9.5。69.操作9.5：页表返回，mmu更新自身缓存，并将该页表缓存至mmu中，并跳至操作9.6。70.操作9.6：访问命令查询mmu中的页表，如果访问命令所需的页表存在于mmu中，即访问命中，则该访问命令可以根据命中的物理地址通过内存总线对存储空间进行相应的数据读写。否则跳至操作9.7。71.操作9.7：如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，即访问未命中，则mmu会自主发出访问存储空间获取页表的请求，即ttw请求，并跳至操作9.5。72.根据上述内容可以看出，本技术实施例提出一种页表预取方法，根据预取请求，存储管理单元mmu可以根据其当前业务场景，选择与该当前业务场景相适配的页表预取方式对第一存储空间中的页表进行预取操作，有助于提高页表的命中率。另外，也可以减少冗余预取操作所带来的功耗损失。73.需要说明的是，为提高获取mmu页表的性能，在cpu或外设处理器在访问图像/视频等数据之前，根据图像/视频的分辨率、帧率等信息，第三方软件可推导出需要访问的地址规律，从而针对性地配置mmu的页表预取方式，从而可以提高访问命令的页表命中率。74.另外，不同位置的mmu可采用以上预取方法中的一种或多种，也可以根据不同的处理器需求和业务场景对硬件和第三方软件进行配置，例如某些路径无需定时预取机制和自适应预取机制，则硬件上无需配置这些预取资源，以节省引荐资源或功耗。75.在一些实施例中，本技术实施例还一种片上系统，该片上系统可以包括存储管理单元，该存储管理单元可被配置成执行上文提及的任一页表预取的方法。该片上系统例如可以是片上系统芯片soc。76.上文结合图1至图9，详细描述了本技术的方法实施例，下面结合图10，详细描述本技术的装置实施例。应理解，方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面装置实施例。77.图10是本技术实施例提供的页表预取装置的结构示意图。该页表预取装置1000可以包括存储管理单元1010。所述存储管理单元1010可用于与存储有所述页表的第一存储空间连接，所述存储管理单元1010还用于执行以下操作：78.响应于页表预取机制被触发，发出所述页表的预取请求；获取所述存储单元的当前业务场景；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。79.可选地，所述存储管理单元用于：基于所述当前业务场景，确定所述页表的地址偏移；根据所述页表的地址偏移，所述存储管理单元对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。80.可选地，所述页表的地址偏移包括地址偏移量、地址偏移方向和地址间隔。81.可选地，所述存储管理单元还用于：根据定时时间，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行定时预取操作。82.可选地，所述存储管理单元还用于：获取所述页表的历史预取记录；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述页表的历史预取记录对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。83.可选地，所述当前业务场景为多媒体场景。84.下面结合图11是对本技术实施例中的另一页表预取装置进行介绍。图11中的虚线表示该单元或模块为可选的。该装置1100可用于实现上述方法实施例中描述的方法。装置1100可以是计算机或任意类型的电子设备。85.装置1100可以包括一个或多个处理器1110。该处理器1110可支持装置1100实现前文方法实施例所描述的方法。86.装置1100还可以包括一个或多个存储器1120。存储器1120上存储有程序，该程序可以被处理器1110执行，使得处理器1110执行前文方法实施例所描述的方法。存储器1120可以独立于处理器1110也可以集成在处理器1110中。87.装置1100还可以包括收发器1130。处理器1110可以通过收发器1130与其他设备进行通信。例如，处理器1110可以通过收发器1130与其他设备进行数据收发。88.本技术实施例还提供一种机器可读存储介质，用于存储程序。并且该程序使得计算机执行本技术各个实施例中的方法。89.本技术实施例还提供一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括程序。该程序使得计算机执行本技术各个实施例中的方法。90.本技术实施例还提供一种计算机程序。该计算机程序使得计算机执行本技术各个实施例中的方法。91.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其他任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本公开实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在机器可读存储介质中，或者从一个机器可读存储介质向另一个机器可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriberline，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述机器可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digitalvideodisc，dvd))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solidstatedisk，ssd))等。92.本领域普通技术人员可以意识到，结合本公开实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。93.在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。94.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。95.另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。96.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
：的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12
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：，并且更为具体地，涉及一种页表预取方法及装置、片上系统。
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：：2.在计算机
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：，操作系统的重要职能之一是内存管理。在多进程操作系统中，一般都需要操作系统基于虚拟地址映射物理地址来管理存储空间，而存储管理单元(memorymanagementunit，mmu)则是配合操作系统完成虚拟地址与物理地址之间的逻辑转换。存储管理单元中缓存的页表包含了物理地址的信息，存储管理单元可以根据操作系统访问命令的虚拟地址返回页表中对应的物理地址信息。为了提高访问命令在存储管理单元页表中的命中率，存储管理单元通常会从存储空间中预取页表，并将预取的页表缓存在存储管理单元中。然而，目前的页表预取方式存在一定的冗余操作，系统功耗较高。技术实现要素：3.本技术实施例提供一种页表预取方法及装置、片上系统。下面对本技术实施例涉及的各个方面进行介绍。4.第一方面，提供一种页表预取方法，所述方法应用于存储管理单元，所述存储管理单元用于与存储有所述页表的第一存储空间连接，所述方法包括：响应于页表预取机制被触发，发出所述页表的预取请求；获取所述存储管理单元的当前业务场景；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。5.第二方面，提供一种页表预取装置，所述装置包括存储管理单元，所述存储管理单元用于与存储有所述页表的第一存储空间连接，所述存储管理单元还用于执行以下操作：响应于页表预取机制被触发，发出所述页表的预取请求；获取所述存储单元的当前业务场景；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。6.第三方面，提供一种片上系统，包括存储管理单元，所述存储管理单元配置成执行如第一方面所述的页表预取方法。7.第四方面，一种芯片，包括处理器，所述处理器用于执行如第一方面所述的页表预取方法。8.第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被执行时，能够实现如第一方面所述的页表预取方法。9.第六方面，提供一种计算机程序产品，包括可执行代码，当所述可执行代码被执行时，能够实现如第一方面所述的页表预取方法。10.本技术实施例提出一种页表预取方法，根据预取请求，存储管理单元mmu可以根据其当前业务场景，选择与该当前业务场景相适配的页表预取方式对第一存储空间中的页表进行预取操作，有助于提高页表的命中率。另外，也可以减少冗余预取操作所带来的功耗损失。附图说明11.图1是本技术一实施例提供的数据读写访问的流程示意图。12.图2是图1中示出的数据读写访问的另一种流程示意图。13.图3是本技术一实施例提供的包括页表预取的数据读写访问的流程示意图。14.图4是图3中示出的数据读写访问的另一种流程示意图。15.图5是本技术另一实施例提供的包括页表预取的数据读写访问的流程示意图。16.图6是图5中示出的页表预取的一种可能实现方式。17.图7是图5中示出的页表预取的另一种可能实现方式。18.图8是图5中示出的页表预取的又一种可能实现方式。19.图9是本技术又一实施例提供的包括页表预取的数据读写访问的流程示意图。20.图10是本技术一实施例提供的页表预取装置的结构示意图。21.图11是本技术另一实施例提供的页表预取装置的结构示意图。具体实施方式22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。23.在计算机
技术领域：
：，操作系统通常会涉及到处理数据和内存管理。处理数据主要是依靠处理器，该处理器可以为中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)、图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)、网络处理器(neural-networkprocessingunits，npu)等。相对于操作系统，图形处理器gpu、网络处理器npu通常被称为外设处理器。24.存储器主要用于存储数据，以供处理器进行读写。存储器例如可以包括随机存储器(randomaccessmemory，ram)、固态硬盘(solidstatedisk，ssd)等，本技术实施例对此不做具体限制。需要说明的是，存储器可以集成在处理器中，也可以独立的放置在处理器的外部，本技术对此不做具体限制。25.内存管理也是操作系统的核心职能之一，特备是在当前较大规模的片上系统(systemonchip，soc)芯片或计算系统中，如果涉及运行较复杂的多进程操作系统，例如安卓操作系统、linux操作系统等，一般都需要操作系统基于虚拟地址映射物理地址来管理存储空间，而存储管理单元mmu则是配合操作系统完成虚拟地址与物理地址之间的逻辑转换。mmu也可用于缓存页表，其中页表包含了物理地址的信息。如果操作系统的访问命令所需的页表存在于mmu中，则mmu可以根据访问命令的虚拟地址，查询并返回对应的物理地址给访问命令。如果访问命令所需的页表不存在于mmu中，则mmu会主动发起对系统存储空间的访问，以读取相应的页表并缓存在mmu内部，然后将页表中的物理地址返回给访问命令。26.为了便于理解，下面结合图1，对操作系统中的常规数据读写请求流程进行详细的描述。27.如图1所示，在外设处理器或cpu发起数据读写访问请求的访问命令时，该访问命令对mmu中的页表进行查询。如果访问命令所需的页表存在于mmu中，则对存储空间进行正常的数据读写。如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，则会触发mmu自主发出访问存储空间获取页表的请求(translationtablewalk，ttw)，这时正常读写请求需要等待ttw请求，在mmu获取所需页表后，再完成正常的读写请求。28.为了加深理解图1中描述的读写访问流程，下面结合图2继续对数据读写访问流程进行举例说明。如图2所示，包括如下操作步骤：操作2.1～操作2.4。29.操作2.1：外设处理器或cpu会发出数据读写访问请求的访问命令。30.操作2.2：该访问命令会查询mmu中的页表，如果访问命令所需的页表存在于mmu中，即访问命中，则该访问命令可以根据命中的物理地址通过内存总线对存储空间进行相应的数据读写。否则跳至操作2.3。31.操作2.3：如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，即访问未命中，则mmu会自主发出访问存储空间获取页表的请求，即ttw请求，并跳至操作2.4。32.操作2.4：mmu从存储空间中读取页表，并将该页表缓存在mmu内部，同时跳至操作2.2。33.根据前文的描述内容可以看出，当访问未命中时，会带来较大读写性能损失。因此，相关技术中，提出了页表预取机制。页表预取机制可以在外设处理器或cpu发起访问命令时，同时触发mmu自主获取页表的ttw请求，以提高正常读写访问的地址在mmu页表中命中的概率，从而可以保证正常读写访问请求的性能。下面结合图3对页表预取的访问流程进行举例介绍。34.如图3所示，在外设处理器或cpu发起数据读写访问请求的访问命令时，同时，会触发传统的预取机制，即mmu会根据当前的访问命令，对下一地址对应的页表进行预取，并更新自身缓存，即将页表缓存至mmu中。访问命令会对mmu中的页表进行查询。如果访问命令所需的页表存在于mmu中，则对存储空间进行正常的数据读写。如果访问命令所需的页表没有存在于mmu中，仍然会触发mmu自主发出ttw，这时正常读写请求需要等待ttw请求完成。35.为了加深理解图3中描述的预取读写访问流程，下面结合图4继续对预取访问流程进行举例说明。如图4所示，包括如下操作步骤：操作4.1～操作4.5。36.操作4.1：外设处理器或cpu会发出包括传统预取机制的数据读写访问请求的访问命令。37.操作4.2：访问命令会触发预取机制，即触发mmu自主获取页表的ttw请求，mmu会根据当前的访问命令，对下一地址对应的页表进行预取。并跳至操作4.3。38.操作4.3：页表返回，mmu更新自身缓存，并将该页表缓存至mmu中，并跳至操作4.4。39.操作4.4：访问命令查询mmu中的页表，如果访问命令所需的页表存在于mmu中，即访问命中，则该访问命令可以根据命中的物理地址通过内存总线对存储空间进行相应的数据读写。否则跳至操作4.5。40.操作4.5：如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，即访问未命中，则mmu会自主发出访问存储空间获取页表的请求，即ttw请求，并跳至操作4.3。41.根据前文的描述内容可以看出，为了提高访问命令在mmu页表中的命中率，mmu会根据当前的访问命令，对下一地址对应的页表进行预取，并将预取页表缓存至mmu中。然而，目前的页表预取机制仅采用了简单而通用的预取方法，即，仅对存储空间中的下一地址的页表进行预取，该页表预取方式难以匹配不同的业务场景，会造成一定的预取冗余。42.为了解决上述问题，发明人对相关页表预取技术进行了系统化的分析、研究和测试，并在此基础上提出了解决方案，具体论述如下。43.操作系统中的处理器在对不同数据业务类型的数据的进行读写时，其读写数据读写顺序可能存在不同，从而导致mmu所需要读取页表的地址顺序也不同。下面以智能手机的视频数据为例，当智能手机竖屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序是一致的。然而，当智能手机由竖屏旋转至横屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序并不是一致的，其对应的页表在存储空间中的读取顺序是隔一个地址读一次。应理解在，不用的业务场景下，mmu进行页表读取的方式也可能是间隔多个地址读取一次。还可能是页表读取方向不同，比如前向读取、后向读取等多种方式。也就是说，按照当前的预取方式，将下一地址的预取页表缓存至mmu中之后，访问命令在查询mmu中的页表时，很大概率仍然是未命中的。另外，冗余的预取操作也带来的功耗损失。本技术实施例是建立在上述发现和分析基础上完成的，上述发现和分析并非现有技术，而应当视为本技术对现有技术的贡献的一部分。44.既然，mmu所对应的业务场景不同会相应页表的预取顺序，如果能按照不同的业务场景匹配对应的页表预取方式，则就可以提高处理器访问页表的命中率。基于此，本技术实施例提出一种页表预取方法，根据预取请求，存储管理单元mmu可以根据其当前业务场景，选择与该当前业务场景相适配的页表预取方式对第一存储空间中的页表进行预取操作，有助于提高页表的命中率。另外，也可以减少冗余预取操作所带来的功耗损失。45.下面结合图5对本技术实施例中的页表预取方法进行详细介绍。该页表预取方法500主要应用于存储管理单元mmu，mmu可用于与存储有页表的第一存储空间连接，第一存储空间可以是上文提及的任一存储器的存储空间，例如第一存储空间可以是随机存储器ram的存储空间，也可以是固态硬盘ssd的存储空间，本技术实施例对此不做具体限制。页表预取方法500可以包括步骤s520～s560。46.在步骤s520，响应于页表预取机制被触发，发出页表的预取请求。47.本技术实施例对页表预取机制的被触发的方式不做具体限制，例如，页表预取机制被触发可以是外设处理器或cpu发出的访问命令直接触发，也可以由第三方软件间接触发，比如，第三方软件可以检测外设处理器或cpu的读写访问请求，并根据该读写访问请求，对mmu发出页表预取机制的触发信号。48.在步骤s540，获取存储管理单元mmu的当前业务场景；49.在一些实施例中，当前业务场景可以是指mmu中的页表所对应的数据业务场景。比如当前的业务场景可以是指多媒体场景，多媒体业务场景可以包括音频、图片和视频等业务数据。50.在步骤s560，根据mmu的预取请求，mmu可以基于当前业务场景对第一存储空间中的页表进行预取操作。51.在一些实施例中，当外设处理器或cpu对不同业务场景的数据进行处理时，可能具有不同的数据读取顺序，从而使得mmu读取页表的地址顺序也不同。以智能手机的视频数据为例，当智能手机竖屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序是一致的。然而，当智能手机由竖屏旋转至横屏显示时，处理器读写的数据顺序与对应的页表在存储空间中的读取顺序并不是一致的，其对应的页表在存储空间中的读取顺序是隔一个地址读一次。当然，根据不同的业务场景，页表在存储空间中的读取顺序可能是前向顺序读取或后向顺序读取。52.在一些实施例中，可以根据不同的业务场景，对页表预取的顺序进行配置，例如可以将不同业务场景与其对应的页表预取顺序做成映射表，从而可以实现在不同的业务场景下，mmu可以采用与该业务场景配置的页表预取方式。53.在一些实施例中，步骤s560中，存储管理单元基于当前业务场景对第一存储空间中的页表进行预取操作，可以包括步骤s561～s562。54.在步骤s561，可以基于当前的业务场景，来确定该业务场景对应的页表预取顺序。换言之，需要根据当前业务场景确定预取页表的地址偏移。55.在步骤s562，然后根据页表的地址偏移，mmu可以对第一存储空间中的页表进行预取操作。56.在一些实施例中，预取页表的地址偏移可以包括预取页表的地址偏移方向、地址偏移量和地址间隔方式等。根据页表的地址偏移，页表预取可以包括多种预取方式，例如可以对第一空间中的页表进行前后地址连续预取、地址等间隔预取、地址间隔递增预取以及页表预取次数等，本身实施例对此不做具体限制。57.在一些实施例中，在第一内存空间中，多个页表是按照地址顺序有序放置的，在对预取页表之前需要先根据基地址参数找到基地址，然后根据地址偏移先找到当前访问命令所需的页表地址。接着才能进行精准的页表预取。下面以每个页表的大小为64bit，四个页表地址是一组为例。结合图6至图9对页表预取的多种方式进行举例说明。需要说明的是，为方便图中显示，本技术图6至图8中的1st表示第一次页表预取，2nd表示第二次页表预取，3rd表示第三次页表预取，以此类推。58.例如，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为后向连续地址预取三次，如图6所示，mmu可以向第一存储空间发出三次页表预取请求，该三次页表预取的方式为后向连续地址预取。59.同理，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为前向连续地址预取三次，参见图6，mmu可以向第一存储空间发出三次页表预取请求，进行前向连续地址预取三次。60.又如，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为地址等间隔预取，如图7所示，mmu可以在第一次页表预取时与当前所需页表的地址之间间隔一个地址，第二次页表预取与第一次页表预取之间间隔一个地址，第三次页表预取与第二次页表预取之间间隔一个地址，以此类推。直至mmu停止预取请求或改变预取方式为止。应理解，该地址等间隔预取的方向并不做限定，默认为前向预取。61.又如，如果根据当前的业务场景判断，其对应的页表预取顺序为地址间隔递增预取，如图8所示，mmu可以在第一次页表预取时与当前所需页表的地址之间间隔一个地址，第二次页表预取与第一次页表预取之间间隔两个地址，第三次页表预取与第二次页表预取之间间隔三个地址，以此类推。直至mmu停止预取请求或改变预取方式为止。应理解，该地址间隔递增预取的方向并不做限定，默认为前向预取。62.在一些实施例中，根据不同的业务场景，也可以采用定时预取的方式。即，根据定时时间，存储管理单元基于当前业务场景对第一存储空间中的页表进行定时预取操作。比如，在触发页表预取时，以后每次页表预取都可以固定周期进行定时预取。例如可以每五秒钟预取一次。63.在一些实施例中，还可以基于页表预取的历史记录，采用自适应预取的方式。比如，可以先获取mmu的页表预取历史记录，然后，根据预取请求，存储管理单元基于该页表预取历史记录对第一存储空间中的页表进行预取操作。比如，若监测到相同的业务场景下，该页表预取历史记录显示为地址等间隔预取，则该场景下采用地址等间隔预取的方式。又如，若监测到另一业务场景下，该页表预取历史记录显示为地址间隔递增预取，则该场景下采用地址间隔递增预取的方式。64.需要说明的是，上述提及的多种页表预取方式包括地址间等隔预取、地址间隔递增预取、定时预取以及根据历史记录进行预取等，该多种页表预取方式可以是通过预配置，由mmu来执行。也可以是由第三方配置软件来配置不同的预取模式，然后由mmu来执行。下面以多媒体场景为例，结合图9对由第三方软件配置页表的预取方式进行举例说明。如图9所示，可以包括如下操作步骤：操作9.1～操作9.7。65.操作9.1：多媒体场景下，外设处理器或cpu会发出包括本技术实施例预取机制的数据读写访问请求的访问命令。66.操作9.2：第三方软件可以监控操作步骤9.1，并可以获取当前的业务场景(比如多媒体场景)或mmu的页表预取历史记录等。应理解，第三方软件还可以获取访问命令中携带的其他信息，本技术对此不做具体限制。67.操作9.3：根据不同的业务场景或预取历史记录，对mmu配置不同的预取模式。例如可以根据不同的业务场景可以配置为地址等间隔预取、地址间隔递增预取等预取方式。又例如也可以根据预取历史记录配置为定时周期预取、地址等间隔预取等预取方式。应理解，第三方软件还可以对预取的触发方式、预取次数、地址偏移量、地址间隔、预取方向等页表预取参数进行配置。68.操作9.4：mmu预取机制被触发，mmu可以按照第三方软件配置的页表预取方式自主发起页表的ttw请求，并对第一存储空间中的页表进行预取，并跳至操作9.5。69.操作9.5：页表返回，mmu更新自身缓存，并将该页表缓存至mmu中，并跳至操作9.6。70.操作9.6：访问命令查询mmu中的页表，如果访问命令所需的页表存在于mmu中，即访问命中，则该访问命令可以根据命中的物理地址通过内存总线对存储空间进行相应的数据读写。否则跳至操作9.7。71.操作9.7：如果访问命令所需的页表并没有存在于mmu中，即访问未命中，则mmu会自主发出访问存储空间获取页表的请求，即ttw请求，并跳至操作9.5。72.根据上述内容可以看出，本技术实施例提出一种页表预取方法，根据预取请求，存储管理单元mmu可以根据其当前业务场景，选择与该当前业务场景相适配的页表预取方式对第一存储空间中的页表进行预取操作，有助于提高页表的命中率。另外，也可以减少冗余预取操作所带来的功耗损失。73.需要说明的是，为提高获取mmu页表的性能，在cpu或外设处理器在访问图像/视频等数据之前，根据图像/视频的分辨率、帧率等信息，第三方软件可推导出需要访问的地址规律，从而针对性地配置mmu的页表预取方式，从而可以提高访问命令的页表命中率。74.另外，不同位置的mmu可采用以上预取方法中的一种或多种，也可以根据不同的处理器需求和业务场景对硬件和第三方软件进行配置，例如某些路径无需定时预取机制和自适应预取机制，则硬件上无需配置这些预取资源，以节省引荐资源或功耗。75.在一些实施例中，本技术实施例还一种片上系统，该片上系统可以包括存储管理单元，该存储管理单元可被配置成执行上文提及的任一页表预取的方法。该片上系统例如可以是片上系统芯片soc。76.上文结合图1至图9，详细描述了本技术的方法实施例，下面结合图10，详细描述本技术的装置实施例。应理解，方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面装置实施例。77.图10是本技术实施例提供的页表预取装置的结构示意图。该页表预取装置1000可以包括存储管理单元1010。所述存储管理单元1010可用于与存储有所述页表的第一存储空间连接，所述存储管理单元1010还用于执行以下操作：78.响应于页表预取机制被触发，发出所述页表的预取请求；获取所述存储单元的当前业务场景；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。79.可选地，所述存储管理单元用于：基于所述当前业务场景，确定所述页表的地址偏移；根据所述页表的地址偏移，所述存储管理单元对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。80.可选地，所述页表的地址偏移包括地址偏移量、地址偏移方向和地址间隔。81.可选地，所述存储管理单元还用于：根据定时时间，所述存储管理单元基于所述当前业务场景对所述第一存储空间中的所述页表进行定时预取操作。82.可选地，所述存储管理单元还用于：获取所述页表的历史预取记录；根据所述预取请求，所述存储管理单元基于所述页表的历史预取记录对所述第一存储空间中的所述页表进行预取操作。83.可选地，所述当前业务场景为多媒体场景。84.下面结合图11是对本技术实施例中的另一页表预取装置进行介绍。图11中的虚线表示该单元或模块为可选的。该装置1100可用于实现上述方法实施例中描述的方法。装置1100可以是计算机或任意类型的电子设备。85.装置1100可以包括一个或多个处理器1110。该处理器1110可支持装置1100实现前文方法实施例所描述的方法。86.装置1100还可以包括一个或多个存储器1120。存储器1120上存储有程序，该程序可以被处理器1110执行，使得处理器1110执行前文方法实施例所描述的方法。存储器1120可以独立于处理器1110也可以集成在处理器1110中。87.装置1100还可以包括收发器1130。处理器1110可以通过收发器1130与其他设备进行通信。例如，处理器1110可以通过收发器1130与其他设备进行数据收发。88.本技术实施例还提供一种机器可读存储介质，用于存储程序。并且该程序使得计算机执行本技术各个实施例中的方法。89.本技术实施例还提供一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括程序。该程序使得计算机执行本技术各个实施例中的方法。90.本技术实施例还提供一种计算机程序。该计算机程序使得计算机执行本技术各个实施例中的方法。91.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其他任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本公开实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在机器可读存储介质中，或者从一个机器可读存储介质向另一个机器可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriberline，dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述机器可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digitalvideodisc，dvd))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solidstatedisk，ssd))等。92.本领域普通技术人员可以意识到，结合本公开实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。93.在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。94.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。95.另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。96.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
：的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12
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