| :Original: Documentation/mm/split_page_table_lock.rst |
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| :翻译: |
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| 司延腾 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn> |
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| :校译: |
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| 分页表锁（split page table lock） |
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| 最初，mm->page_table_lock spinlock保护了mm_struct的所有页表。但是这种方 |
| 法导致了多线程应用程序的缺页异常可扩展性差，因为对锁的争夺很激烈。为了提高可扩 |
| 展性，我们引入了分页表锁。 |
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| 有了分页表锁，我们就有了单独的每张表锁来顺序化对表的访问。目前，我们对PTE和 |
| PMD表使用分页锁。对高层表的访问由mm->page_table_lock保护。 |
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| 有一些辅助工具来锁定/解锁一个表和其他访问器函数: |
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| - pte_offset_map_lock() |
| 映射pte并获取PTE表锁，返回所取锁的指针； |
| - pte_unmap_unlock() |
| 解锁和解映射PTE表； |
| - pte_alloc_map_lock() |
| 如果需要的话，分配PTE表并获取锁，如果分配失败，返回已获取的锁的指针 |
| 或NULL； |
| - pte_lockptr() |
| 返回指向PTE表锁的指针； |
| - pmd_lock() |
| 取得PMD表锁，返回所取锁的指针。 |
| - pmd_lockptr() |
| 返回指向PMD表锁的指针； |
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| 如果CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS（通常为4）小于或等于NR_CPUS，则在编译 |
| 时启用PTE表的分页表锁。如果分页锁被禁用，所有的表都由mm->page_table_lock |
| 来保护。 |
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| 如果PMD表启用了分页锁，并且架构支持它，那么PMD表的分页锁就会被启用（见 |
| 下文）。 |
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| Hugetlb 和分页表锁 |
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| Hugetlb可以支持多种页面大小。我们只对PMD级别使用分页锁，但不对PUD使用。 |
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| Hugetlb特定的辅助函数: |
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| - huge_pte_lock() |
| 对PMD_SIZE页面采取pmd分割锁，否则mm->page_table_lock； |
| - huge_pte_lockptr() |
| 返回指向表锁的指针。 |
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| 架构对分页表锁的支持 |
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| 没有必要特别启用PTE分页表锁：所有需要的东西都由pagetable_pte_ctor() |
| 和pagetable_pte_dtor()完成，它们必须在PTE表分配/释放时被调用。 |
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| 确保架构不使用slab分配器来分配页表：slab使用page->slab_cache来分配其页 |
| 面。这个区域与page->ptl共享存储。 |
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| PMD分页锁只有在你有两个以上的页表级别时才有意义。 |
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| 启用PMD分页锁需要在PMD表分配时调用pagetable_pmd_ctor()，在释放时调 |
| 用pagetable_pmd_dtor()。 |
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| 分配通常发生在pmd_alloc_one()中，释放发生在pmd_free()和pmd_free_tlb() |
| 中，但要确保覆盖所有的PMD表分配/释放路径：即X86_PAE在pgd_alloc()中预先 |
| 分配一些PMD。 |
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| 一切就绪后，你可以设置CONFIG_ARCH_ENABLE_SPLIT_PMD_PTLOCK。 |
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| 注意：pagetable_pte_ctor()和pagetable_pmd_ctor()可能失败--必 |
| 须正确处理。 |
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| page->ptl |
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| page->ptl用于访问分割页表锁，其中'page'是包含该表的页面struct page。它 |
| 与page->private（以及union中的其他几个字段）共享存储。 |
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| 为了避免增加struct page的大小并获得最佳性能，我们使用了一个技巧: |
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| - 如果spinlock_t适合于long，我们使用page->ptr作为spinlock，这样我们 |
| 就可以避免间接访问并节省一个缓存行。 |
| - 如果spinlock_t的大小大于long的大小，我们使用page->ptl作为spinlock_t |
| 的指针并动态分配它。这允许在启用DEBUG_SPINLOCK或DEBUG_LOCK_ALLOC的 |
| 情况下使用分页锁，但由于间接访问而多花了一个缓存行。 |
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| PTE表的spinlock_t分配在pagetable_pte_ctor()中，PMD表的spinlock_t |
| 分配在pagetable_pmd_ctor()中。 |
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| 请不要直接访问page->ptl - -使用适当的辅助函数。 |
