1 .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst 1 .. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
2 2
3 :Original: Documentation/mm/ksm.rst 3 :Original: Documentation/mm/ksm.rst
4 4
5 :翻译: 5 :翻译:
6 6
7 徐鑫 xu xin <xu.xin16@zte.com.cn> 7 徐鑫 xu xin <xu.xin16@zte.com.cn>
8 8
9 ============ 9 ============
10 内核同页合并 10 内核同页合并
11 ============ 11 ============
12 12
13 KSM 是一种节省内存的数据去重功能 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 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 15 https://lwn.net/Articles/330589
16 16
17 KSM的用户空间的接口在Documentation/tr 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。 18 文档中有描述。
19 19
20 设计 20 设计
21 ==== 21 ====
22 22
23 概述 23 概述
24 ---- 24 ----
25 25
26 概述内容请见mm/ksm.c文档中的“DOC: 26 概述内容请见mm/ksm.c文档中的“DOC: Overview”
27 27
28 逆映射 28 逆映射
29 ------ 29 ------
30 KSM维护着稳定树中的KSM页的逆映射 30 KSM维护着稳定树中的KSM页的逆映射信息。
31 31
32 当KSM页面的共享数小于 ``max_page_shar 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
33 KSM页的稳定树其中的节点指向了一 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
34 的 ``page->mapping`` 指向了该稳定树节 34 的 ``page->mapping`` 指向了该稳定树节点。
35 35
36 如果共享数超过了阈值，KSM将给稳 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 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"。 38 指向该"副本"。
39 39
40 每个链以及链接到该链中的所有"副 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 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。
42 42
43 这样一来，相比与无限的逆映射链 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 44 本身中不能有重复的KSM页面内容仍然是强制要求。
45 45
46 由 ``max_page_sharing`` 强制决定的数据 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( 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 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 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) 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 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。 52 保留在"副本"列表的开头。
53 53
54 ``max_page_sharing`` 的值设置得高了会 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 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 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 57
58 ``stable_node_dups/stable_node_chains`` 的比 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 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 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"du 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 62 能会减慢应用程序在KSM页面上的只读计算。
63 63
64 KSM会定期扫描稳定节点"链"中链接 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_ 65 这种扫描的频率由 ``stable_node_chains_prune_millisecs`` 这个sysfs 接口定义。
66 66
67 参考 67 参考
68 ==== 68 ====
69 内核代码请见mm/ksm.c。 69 内核代码请见mm/ksm.c。
70 涉及的函数(mm_slot ksm_scan stable_node 70 涉及的函数(mm_slot ksm_scan stable_node rmap_item)。
Linux® is a registered trademark of Linus Torvalds in the United States and other countries.
TOMOYO® is a registered trademark of NTT DATA CORPORATION.