kswapd

Subject： 这是当时开发VM算法时，阅读2.4.22内核的一些阅读笔记，仅供参考，并且不保证每段解释都是正确的。 张昀

Author： 张昀

阅读笔记 – Kswapd 张昀 * 2003.10.2 内核线程kswapd仍然和以前一样，用来处理页面的交换，它可以在内存不足时，将一些进程的页面交换到swap空间之中。 在以前版本的Linux中（大部分教材都是这样写的），kswapd每隔10毫秒被激活一次，检测是否需要进行页面交换。而新的（2.4.20以后）算法中，kswapd在可用页面数量小于pages_low时，以及经过了某一段时间时，才被激活。 采取新的方法，显然需要激活kswapd的次数被大大减少。而且只在内存空间不够时，才请求进行页面交换，从理论上来说，也更加合理。 调用关系如下。 1. mm//page-alloc.c文件中的struct page * __alloc_pages(unsigned int gfp_mask, unsigned int order, struct zonelist *zonelist)函数，是分配内存的核心函数。 … 其中有代码如下： /* we/'re somewhat low on memory, failed to find what we needed */ for (i = 0; zones[i] != NULL; i++) wakeup_kswapd(zones[i]); … 这段代码的含义是，如果没有能够成功地分配内存，那么表明系统可用内存不足，因此对每一个zone，都调用wakeup_kswapd函数。 2. mm//vmscan.c文件中的void wakeup_kswapd(struct zone *zone)函数，是用来唤醒kswapd核心线程的。 { //如果空闲页面超过pages_low，那么什么也不做。这一步骤有点奇怪，既然 //分配内存空间已经失败，那么即使空闲页面超过pages_low，也应该去释放 //空间，为什么可以什么都不去做，这样不是可能导致分配空闲空间失败吗？ //是否应该考虑将该句去掉，或者调高pages_low的值？ if (zone->free_pages > zone->pages_low) return; //下面两句不是很明白，估计大体含义是如果待激活内核线程的队列中如果还//没有包括kswpad，那么把kswpad添加到等待激活的内核线程队列之中 if (!waitqueue_active(&zone->zone_pgdat->kswapd_wait)) return; wake_up_interruptible(&zone->zone_pgdat->kswapd_wait); } 3. mm//vmscan.c文件中的int kswapd(void *p)函数，实际完成kswapd的激活操作。 kswapd 的参数通常是pg_data_t结构，这个结构的定义为typedef struct pglist_data，按照说明，这是描述NUMA结构的内存版面的一个结构。 Kswapd持续地释放页面，一直到达到pages_high为止。 看起来kswapd和pages_low、pages_high这两个参数的设置值很有关系：  增加pages_low的值，可以使得kswapd不要等到内存消耗得太厉害再开始释放页面，这样似乎可以增加内存成功分配的几率。  增加pages_high的值，可以使得kswapd每次多释放一些内存，这样对于大型应用软件的使用，可以减少调用kswapd进行内存释放的次数。不过这样做带来的缺陷是，如果系统始终释放不出pages_high这样多的内存，那么是否会陷入一种死循环，或者过多地调用OOM函数？因此，如果pages_high设置得比较高，那么需要一种平衡机制。 pages_low、pages_high的值是在函数void setup_per_zone_pages_min(void)中进行设置的，这个函数位于mm//page_alloc.c之中。 pages_min和系统实际拥有的内存有关，而pages_low、pages_high分别是pages_min的2倍和3倍。我印象在RedHat系统中，pages_min是1MB。 Kswpad函数的核心代码是balance_pgdat(pgdat, 0, &ps);这个语句对各个pgdat中的各个zone，进行平衡操作。这部分的代码在2.6内核和2.4内核中，相差甚远，替换掉了原来的kswapd_balance_pgdat函数。 可以考虑对这个函数进行调试，相信能够发现很多关键性参数的用法。

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