一種io地址到io對象快速映射方法及系統(tǒng)的制作方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字仿真計算機
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種基于gsMap的IO地址到IO對象快速映射方法及系統(tǒng)?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]數(shù)字仿真計算機中，虛擬CPU通過讀寫IO地址完成與外部設(shè)備通訊。通常，數(shù)字仿真計算機外部IO以若干連續(xù)IO地址空間塊（以下簡稱IO塊）分布。參考圖1，IO塊模型示意圖。圖1示意出了IO塊（I0_BL0CK)基本屬性，包括基地址base、大小size;而位于該IO塊中的IO地址可以使用基地址與偏移地址offset描述。眾多的IO塊常常呈線性分散分布在IO地址空間中，只有被映射的IO地址才屬于訪問范圍。參考圖2，10地址空間與IO塊示意圖。對應(yīng)每一個IO地址，構(gòu)造IO對象，兩者存在一一映射關(guān)系。當(dāng)仿真CPU訪問某IO時，首先給出IO地址，然后查詢IO對象，接著進(jìn)行讀寫等操作。[0003]-種IO地址到IO對象的映射查詢實現(xiàn)方法是：在仿真計算機的內(nèi)存中申請一塊足夠容納所有IO塊的連續(xù)緩存，包含IO塊之間的空隙，緩存中填寫IO對象的入口地址；這樣，獲得IO地址后，僅僅進(jìn)行偏移地址的簡單換算，便可以獲得IO對象。但由于IO地址空間塊分布比較分散，地址跨度大，有限的計算機內(nèi)存空間使得該方案無法實現(xiàn)。另一種IO地址到IO對象的映射查詢實現(xiàn)方法是：使用std::map類似的容器；該方案內(nèi)存使用相對有效，通常的訪問也具有一定程度上的時間運行效率，尤其適用Google::sparsehash可獲得更高時間運行效率。但是隨著IO對象的增多，查找過程就會呈〇(nlog(n))增加，而在仿真系統(tǒng)中，由于IO訪問十分頻繁、又需要優(yōu)先保證速率的應(yīng)用情景下，此時還是會因速度太慢而變得不合適。[0004]因此，需要提供一種快速IO地址到IO對象的映射查詢方法，提高數(shù)字仿真計算機的仿真效率。【
發(fā)明內(nèi)容】[0005]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字衛(wèi)星建模過程中IO地址到IO對象的映射查詢存在的的技術(shù)問題，提供一種IO地址到IO對象快速映射方法及系統(tǒng)，在數(shù)字衛(wèi)星建模過程中，實現(xiàn)IO地址到IO對象的快速查找，從而提高仿真速度。[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種IO地址到IO對象快速映射方法，包括如下步驟：（1)采集所有IO塊的基地址basep大小size#及間隔gapi，并按地址順序排列，其中下標(biāo)i表示第i個IO塊；（2)選取最小間隔值min[gaPi]，從而獲取空隙值space，其中space<min[gapj;(3)以IO地址空間的起始地址為起始位置start，采用空隙值space重新分割I(lǐng)O地址空間；(4)構(gòu)造間隙和數(shù)組gapSum_table，以記錄從起始位置start開始每一空隙值space空間內(nèi)IO地址所對應(yīng)的間隙和，所述間隙和數(shù)組的大小為：Ngapsum_tabie彡（basen+sizen)/space，其中，basen+sizen為最后一塊IO塊的結(jié)束地址；（5)構(gòu)造IO對象數(shù)組，每一IO地址address映射一在所述IO對象數(shù)組中位于相應(yīng)數(shù)組索引index處的IO對象，所述IO對象數(shù)組的大小為所有IO塊大小之和；(6)根據(jù)構(gòu)造的間隙和數(shù)組以及IO對象數(shù)組，采用如下計算公式完成IO地址address到相應(yīng)數(shù)組索引index的計算，從而完成IO地址address到IO對象的快速映射：index=address_gapSum_table((address-start)/space)0[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種IO地址到IO對象快速映射系統(tǒng)，包括采集單元、空隙值獲取單元、分割單元、間隙和數(shù)組構(gòu)造單元、IO對象數(shù)組構(gòu)造單元以及映射單元；所述采集單元，用于采集所有IO塊的基地址basep大小size#及間隔gapi，并按地址順序排列，其中下標(biāo)i表示第i個IO塊；所述空隙值獲取單元，用于選取最小間隔值minUgaPi]，從而獲取空隙值space，其中space彡minligaPi];所述分割單元，用于以IO地址空間的起始地址為起始位置start，采用空隙值space重新分割I(lǐng)O地址空間；所述間隙和數(shù)組構(gòu)造單元，用于構(gòu)造間隙和數(shù)組gapSum_table，以記錄從起始位置start開始每一空隙值space空間內(nèi)IO地址所對應(yīng)的間隙和，所述間隙和數(shù)組的大小為=Ngapsmi^1(；彡〇:^8611+8丨2611)/8口306，其中438611+8丨2611為最后一塊10塊的結(jié)束地址；所述10對象數(shù)組構(gòu)造單元，用于構(gòu)造IO對象數(shù)組，每一IO地址address映射一在所述IO對象數(shù)組中位于相應(yīng)數(shù)組索引index處的IO對象，所述IO對象數(shù)組的大小為所有IO塊大小之和；所述映射單元，用于根據(jù)構(gòu)造的間隙和數(shù)組以及IO對象數(shù)組，采用如下計算公式完成IO地址address到相應(yīng)數(shù)組索引index的計算，從而完成IO地址address到IO對象的快速映射：[0008]index=address_gapSum_table((address-start)/space)〇[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過重新劃分IO地址空間，將搜索轉(zhuǎn)化為查表，用額外增加的間隙和數(shù)組實現(xiàn)較高的時間執(zhí)行效率，實現(xiàn)了由IO地址到IO對象的快速映射?！靖綀D說明】[0010]圖1，IO塊模型示意圖；[0011]圖2,IO地址空間與IO塊示意圖；[0012]圖3,IO地址空間與IO對象數(shù)組的映射關(guān)系示意圖；[0013]圖4,本發(fā)明所述的IO地址到IO對象快速映射方法的流程示意圖；[0014]圖5,本發(fā)明一實施例所示空隙值space的選取與間隔和填充示意圖；[0015]圖6,本發(fā)明另一實施例所示空隙值space的選取與間隔和填充示意圖；[0016]圖7,本發(fā)明一實施例所示重劃分IO地址空間示意圖；[0017]圖8,本發(fā)明一實施例所示IO地址到IO對象映射過程示意圖；[0018]圖9,本發(fā)明所述的IO地址到IO對象快速映射系統(tǒng)架構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的IO地址到IO對象快速映射方法及系統(tǒng)做詳細(xì)說明。[0020]本發(fā)明是在gsMap算法基礎(chǔ)上提出了一種重新分割I(lǐng)O地址空間的方式，實現(xiàn)了由IO地址到IO對象的快速映射。為了清楚描述本發(fā)明，首先給出gsMap算法的簡單描述。gsMap算法構(gòu)造了一種0(1)時間復(fù)雜度的算法，用于快速由IO地址索引IO對象。gsMap算法僅僅通過簡單的算術(shù)運算與數(shù)組查表，完成0(1)時間復(fù)雜度IO地址到IO對象的查詢，其算法核心思想描述如下。[0021]-、實現(xiàn)IO地址到IO對象的0(1)查找[0022]構(gòu)造一個IO對象（10對象指針、引用等）數(shù)組，該IO對象數(shù)組大小為所有IO塊大小之和。同時采集所有IO塊的基本信息，基地址（baSei)、大小（siZei)、間隔（gaPi)，其中下標(biāo)i表示第i個IO塊；其中間隔gaPi為當(dāng)前IO塊」地址（及其首位置）距離上一10塊_(卜1)結(jié)束地址（及其尾位置）中間的IO地址空間大小；記，第一塊IO塊下標(biāo)為0;第一塊IO塊_〇的間隔83仏取其相對0地址的距離，即其base。值。當(dāng)前第1頁1 2