| .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst |
| |
| :Original: Documentation/mm/ksm.rst |
| |
| :翻译: |
| |
| 徐鑫 xu xin <xu.xin16@zte.com.cn> |
| |
| ============ |
| 内核同页合并 |
| ============ |
| |
| 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 |
| 到Linux内核。详见 ``mm/ksm.c`` 的实现，以及http://lwn.net/Articles/306704和 |
| https://lwn.net/Articles/330589 |
| |
| KSM的用户空间的接口在Documentation/translations/zh_CN/admin-guide/mm/ksm.rst |
| 文档中有描述。 |
| |
| 设计 |
| ==== |
| |
| 概述 |
| ---- |
| |
| 概述内容请见mm/ksm.c文档中的“DOC: Overview” |
| |
| 逆映射 |
| ------ |
| KSM维护着稳定树中的KSM页的逆映射信息。 |
| |
| 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 |
| 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 |
| 的 ``page->mapping`` 指向了该稳定树节点。 |
| |
| 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 |
| 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`` |
| 指向该"副本"。 |
| |
| 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 |
| 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。 |
| |
| 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 |
| 本身中不能有重复的KSM页面内容仍然是强制要求。 |
| |
| 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 |
| 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 |
| 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。 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 保留在"副本"列表的开头。 |
| |
| ``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 |
| 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 |
| 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。 |
| |
| ``stable_node_dups/stable_node_chains`` 的比值还受 ``max_page_sharing`` 调控 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 能会减慢应用程序在KSM页面上的只读计算。 |
| |
| 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。 |
| 这种扫描的频率由 ``stable_node_chains_prune_millisecs`` 这个sysfs 接口定义。 |
| |
| 参考 |
| ==== |
| 内核代码请见mm/ksm.c。 |
| 涉及的函数(mm_slot ksm_scan stable_node rmap_item)。 |
