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1 | .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst |
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3 | :Original: Documentation/mm/ksm.rst |
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5 | :翻译: |
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7 | 徐鑫 xu xin <xu.xin16@zte.com.cn> |
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9 | ============ |
10 | 内核同页合并 |
11 | ============ |
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13 | KSM 是一种节省内存的数据去重功能,由CONFIG_KSM=y启用,并在2.6.32版本时被添加 |
14 | 到Linux内核。详见 ``mm/ksm.c`` 的实现,以及http://lwn.net/Articles/306704和 |
15 | https://lwn.net/Articles/330589 |
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17 | KSM的用户空间的接口在Documentation/translations/zh_CN/admin-guide/mm/ksm.rst |
18 | 文档中有描述。 |
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20 | 设计 |
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23 | 概述 |
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26 | 概述内容请见mm/ksm.c文档中的“DOC: Overview” |
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28 | 逆映射 |
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30 | KSM维护着稳定树中的KSM页的逆映射信息。 |
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32 | 当KSM页面的共享数小于 ``max_page_sharing`` 的虚拟内存区域(VMAs)时,则代表了 |
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33 | KSM页的稳定树其中的节点指向了一个ksm_rmap_item结构体类型的列表。同时,这个KSM页 |
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34 | 的 ``page->mapping`` 指向了该稳定树节点。 |
35 | |
36 | 如果共享数超过了阈值,KSM将给稳定树添加第二个维度。稳定树就变成链接一个或多 |
37 | 个稳定树"副本"的"链"。每个副本都保留KSM页的逆映射信息,其中 ``page->mapping`` |
38 | 指向该"副本"。 |
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40 | 每个链以及链接到该链中的所有"副本"强制不变的是,它们代表了相同的写保护内存 |
41 | 内容,尽管任中一个"副本"是由同一片内存区的不同的KSM复制页所指向的。 |
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43 | 这样一来,相比与无限的逆映射链表,稳定树的查找计算复杂性不受影响。但在稳定树 |
44 | 本身中不能有重复的KSM页面内容仍然是强制要求。 |
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46 | 由 ``max_page_sharing`` 强制决定的数据去重限制是必要的,以此来避免虚拟内存 |
47 | rmap链表变得过大。rmap的遍历具有O(N)的复杂度,其中N是共享页面的rmap_项(即 |
48 | 虚拟映射)的数量,而这个共享页面的节点数量又被 ``max_page_sharing`` 所限制。 |
49 | 因此,这有效地将线性O(N)计算复杂度从rmap遍历中分散到不同的KSM页面上。ksmd进 |
50 | 程在稳定节点"链"上的遍历也是O(N),但这个N是稳定树"副本"的数量,而不是rmap项 |
51 | 的数量,因此它对ksmd性能没有显著影响。实际上,最佳稳定树"副本"的候选节点将 |
52 | 保留在"副本"列表的开头。 |
53 | |
54 | ``max_page_sharing`` 的值设置得高了会促使更快的内存合并(因为将有更少的稳定 |
55 | 树副本排队进入稳定节点chain->hlist)和更高的数据去重系数,但代价是在交换、压 |
56 | 缩、NUMA平衡和页面迁移过程中可能导致KSM页的最大rmap遍历速度较慢。 |
57 | |
58 | ``stable_node_dups/stable_node_chains`` 的比值还受 ``max_page_sharing`` 调控 |
59 | 的影响,高比值可能意味着稳定节点dup中存在碎片,这可以通过在ksmd中引入碎片算 |
60 | 法来解决,该算法将rmap项从一个稳定节点dup重定位到另一个稳定节点dup,以便释放 |
61 | 那些仅包含极少rmap项的稳定节点"dup",但这可能会增加ksmd进程的CPU使用率,并可 |
62 | 能会减慢应用程序在KSM页面上的只读计算。 |
63 | |
64 | KSM会定期扫描稳定节点"链"中链接的所有稳定树"副本",以便删减过时了的稳定节点。 |
65 | 这种扫描的频率由 ``stable_node_chains_prune_millisecs`` 这个sysfs 接口定义。 |
66 | |
67 | 参考 |
68 | ==== |
69 | 内核代码请见mm/ksm.c。 |
70 | 涉及的函数(mm_slot ksm_scan stable_node rmap_item)。 |