个人中心
文章发布
退出
作者热门文章
- ubuntu12.04环境下使用kvm ioctl接口实现最简单的虚拟机
- Ubuntu 通过无线网络安装Ubuntu Server启动系统后连接无线网络的方法
- 在Ubuntu上搭建网桥的方法
- ubuntu 虚拟机上网方式及相关配置详解
27
4
CFSDN坚持开源创造价值，我们致力于搭建一个资源共享平台，让每一个IT人在这里找到属于你的精彩世界.
这篇CFSDN的博客文章Linux中的冷热页机制简述由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.
什么是冷热页?
在Linux Kernel的物理内存管理的Buddy System中，引入了冷热页的概念。冷页表示该空闲页已经不再高速缓存中了(一般是指L2 Cache)，热页表示该空闲页仍然在高速缓存中。冷热页是针对于每CPU的，每个zone中，都会针对于所有的CPU初始化一个冷热页的per-cpu-pageset. 。
为什么要有冷热页?
作用有3点:
Buddy Allocator在分配order为0的空闲页的时候，如果分配一个热页，那么由于该页已经存在于L2 Cache中了。CPU写访问的时候，不需要先把内存中的内容读到Cache中，然后再写。如果分配一个冷页，说明该页不在L2 Cache中。一般情况下，尽可能用热页，是容易理解的。什么时候用冷页呢？While allocating a physical page frame, there is a bit specifying whether we would like a hot or a cold page (that is, a page likely to be in the CPU cache, or a page not likely to be there). If the page will be used by the CPU, a hot page will be faster. If the page will be used for device DMA the CPU cache would be invalidated anyway, and a cold page does not waste precious cache contents. 。
简单翻译一下：当内核分配一个物理页框时，有一些规范来约束我们是分配热页还是冷页。当页框是CPU使用的，则分配热页。当页框是DMA设备使用的，则分配冷页。因为DMA设备不会用到CPU高速缓存，所以没必要使用热页。 Buddy System在给某个进程分配某个zone中空闲页的时候，首先需要用自旋锁锁住该zone,然后分配页。这样，如果多个CPU上的进程同时进行分配页，便会竞争。引入了per-cpu-set后，当多个CPU上的进程同时分配页的时候，竞争便不会发生，提高了效率。另外当释放单个页面时，空闲页面首先放回到per-cpu-pageset中，以减少zone中自旋锁的使用。当页面缓存中的页面数量超过阀值时，再将页面放回到伙伴系统中.
使用每CPU冷热页还有一个好处是，能保证某个页一直黏在1个CPU上，这有助于提高Cache的命中率.
冷热页的数据结构 。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
|
struct
per_cpu_pages {
int
count;
// number of pages in the list
int
high;
// high watermark, emptying needed
int
batch;
// chunk size for buddy add/remove
// Lists of pages, one per migrate type stored on the pcp-lists
每个CPU在每个zone上都有MIGRATE_PCPTYPES个冷热页链表（根据迁移类型划分）
struct
list_head lists[MIGRATE_PCPTYPES];
};
|
在Linux中，对于UMA的架构，冷热页是在一条链表上进行管理。热页在前，冷页在后。CPU每释放一个order为0的页，如果per-cpu-pageset中的页数少于其指定的阈值，便会将释放的页插入到冷热页链表的开始处。这样，之前插入的热页便会随着其后热页源源不断的插入向后移动，其页由热变冷的几率便大大增加。 。
怎样分配冷热页 。
在分配order为0页的时候(冷热页机制只处理单页分配的情况)，先找到合适的zone,然后根据需要的migratetype类型定位冷热页链表（每个zone，对于每个cpu,有3条冷热页链表，对应于：MIGRATE_UNMOVABLE、MIGRATE_RECLAIMABLE、MIGRATE_MOVABLE）。若需要热页，则从链表头取下一页（此页最“热”）；若需要冷页，则从链表尾取下一页（此页最“冷”）。 。
分配函数（关键部分已添加注释）:
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
|
/*
* Really, prep_compound_page() should be called from __rmqueue_bulk(). But
* we cheat by calling it from here,
in
the order > 0 path. Saves a branch
* or two.
*/
static inline
struct page *buffered_rmqueue(struct zone *preferred_zone,
struct zone *zone, int order, gfp_t gfp_flags,
int migratetype)
{
unsigned long flags;
struct page *page;
//
分配标志是__GFP_COLD才分配冷页
int cold = !!(gfp_flags & __GFP_COLD);
again:
if
(likely(order == 0)) {
struct per_cpu_pages *pcp;
struct list_head *list;
local_irq_save(flags);
pcp = &this_cpu_ptr(zone->pageset)->pcp;
list = &pcp->lists[migratetype];
if
(list_empty(list)) {
//
如果缺少页，则从Buddy System中分配。
pcp->count += rmqueue_bulk(zone, 0,
pcp->batch, list,
migratetype, cold);
if
(unlikely(list_empty(list)))
goto failed;
}
if
(cold)
//
分配冷页时，从链表尾部分配，list为链表头，list->prev表示链表尾
page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
else
//
分配热页时，从链表头分配
page = list_entry(list->next, struct page, lru);
//
分配完一个页框后从冷热页链表中删去该页
list_del(&page->lru);
pcp->count--;
}
else
{
//
如果order!=0(页框数>1)，则不从冷热页链表中分配
if
(unlikely(gfp_flags & __GFP_NOFAIL)) {
/*
* __GFP_NOFAIL is not to be used
in
new code.
*
* All __GFP_NOFAIL callers should be fixed so that they
* properly detect and handle allocation failures.
*
* We most definitely don't want callers attempting to
* allocate greater than order-1 page
units
with
* __GFP_NOFAIL.
*/
WARN_ON_ONCE(order > 1);
}
spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
page = __rmqueue(zone, order, migratetype);
spin_unlock(&zone->lock);
if
(!page)
goto failed;
__mod_zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES, -(1 << order));
}
__count_zone_vm_events(PGALLOC, zone, 1 << order);
zone_statistics(preferred_zone, zone, gfp_flags);
local_irq_restore(flags);
VM_BUG_ON(bad_range(zone, page));
if
(prep_new_page(page, order, gfp_flags))
goto again;
return
page;
failed:
local_irq_restore(flags);
return
NULL;
}
|
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我.
最后此篇关于Linux中的冷热页机制简述的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Linux中的冷热页机制简述的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。
27
4
0
做数据分析、科学计算等离不开工具、语言的使用，目前最流行的数据语言，无非是MATLAB，R语言，Python这三种语言，但今天小编简单总结了python语言的一些特点及平常使用的工具等。 为
服务器和应用程序日志记录是开发人员、运维人员和安全团队了解应用程序在其生产环境中运行状态的重要工具。 日志记录使运维人员能够确定应用程序和所需组件是否运行平稳，并检测是否发生了异常情况，以便他们能
了解程序集如何在C#.NET中加载 我们一直在处理库和NuGet软件包。不管是好是坏，高级.NET开发人员都需要了解.NET运行时如何加载程序集。 这些库依赖于其他流行的库，并且有很多共享的
目录 Java注解(annotation)简单上手 1、什么是注解？ 2、java内置注解 3、注解的基本运 总结 Java注解(a
系列最后一篇来说说Python中的类与对象，Python这门语言是无处不对象，如果你曾浅要了解过Python，你应该听过Python是一种面向对象编程的语言，所以你经常可能会看到面向“对象”编程这类
tf.reverse_sequence()简述 在看bidirectional_dynamic_rnn()的源码的时候，看到了代码中有调用 reverse_sequence()这一方法，于是又回去
目录 （一）hog特征提取 （二）dlib库 （三）卷积神经网络特征提取（cnn） 人脸图像特征提取方法
代码如下: <?php /* 边学边做的，为方便自己翻阅而发布，更为得到高人指点而发布，欢迎高手指点...... 【提示】本例通过
我是一名优秀的程序员,十分优秀！