探索 Linux 2.6.32 内核中 KSM 的理念、实现与管理

Linux 2.6.32 内核中的KSM理念

Linux 2.6.32 内核中的KSM（Kernel Samepage Merging）是一种内存优化技术，其核心理念是通过合并多个进程的相同内存页，从而降低内存消耗并节约内存使用高效能。在多用户、多任务的操作系统环境中，多个进程往往会有一些相同的内存页，如共享库、常用程序代码等。KSM能够识别并合并这些相同的内存页，让它们在物理内存中只占用一个页面，进而降低整体内存使用量。

KSM的实现

KSM的实现关键分为以下几个步骤：

1. 扫描：KSM会定期扫描进程的内存区域，查找可以合并的内存页。
2. 标记：当找到相同的内存页时，KSM会将它们标记为可合并。
3. 合并：KSM将所有可合并的内存页添加到一个红黑树中，并进行比较，将相同的内存页合并为一个。
4. 解合并：当某个进程需要修改合并后的内存页时，KSM会解合并这个页面，生成一个新的页面供该进程使用。

KSM的管理

在Linux 2.6.32内核中，KSM的管理关键通过以下文件进行：

• /sys/kernel/mm/ksm/merge_across_nodes：控制是否在不同NUMA节点之间合并内存页。
• /sys/kernel/mm/ksm/run：启动或停止KSM。
• /sys/kernel/mm/ksm/sleep_millisecs：设置KSM扫描间隔时间，单位为毫秒。
• /sys/kernel/mm/ksm/pages_shared：显示当前合并的内存页数量。
• /sys/kernel/mm/ksm/pages_sharing：显示参与合并的内存页数量。
• /sys/kernel/mm/ksm/pages_to_scan：设置每次扫描的内存页数量。

示例：配置KSM参数

以下是一个配置KSM参数的示例，展示了怎样通过写入相应文件来设置KSM：

echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/merge_across_nodes  // 开启跨节点合并
echo 100 > /sys/kernel/mm/ksm/sleep_millisecs  // 设置扫描间隔为100毫秒
echo 1000 > /sys/kernel/mm/ksm/pages_to_scan  // 设置每次扫描1000个内存页
echo 1 > /sys/kernel/mm/ksm/run  // 启动KSM

通过上述设置，KSM将开端工作并优化系统的内存使用。

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