Huge pages ( 标准大页 ) 和 Transparent Huge pages( 透明大页 ) 在 Linux 中大页分为两种：Huge pages ( 标准大页 ) 和 Transparent...内存是以块即页的方式进行管理的，当前大部分系统默认的页大小为 4096 bytes 即 4K。1MB 内存等于 256 页；1GB 内存等于 256000 页。...Huge Pages Huge pages 是从 Linux Kernel 2.6 后被引入的，目的是通过使用大页内存来取代传统的 4kb 内存页面， 以适应越来越大的系统内存，让操作系统可以支持现代硬件架构的大页面容量功能...Transparent Huge Pages Transparent Huge Pages 缩写 THP ，这个是 RHEL 6 开始引入的一个功能，在 Linux6 上透明大页是默认启用的。...No Swapping: We must avoidswapping to happen on Linux OS at all Document 1295478.1.
伙伴系统分配算法 在上一节, 我们介绍了Linux内核怎么管理系统中的物理内存....但有时候内核需要分配一些物理内存地址也连续的内存页, 所以Linux使用了 伙伴系统分配算法 来管理系统中的物理内存页....在Linux内核中, 把两个物理地址相邻的内存页当作成伙伴, 因为Linux是以页面号来管理内存页的, 所以就是说两个相邻页面号的页面是伙伴关系....Linux内核使用 free_area[i] 管理 2i 个内存页面大小的内存块列表....在后面的Linux版本中改进了这个问题.
作者 | JiekeXu 大家好，我是JiekeXu,很高兴又和大家见面了,今天和大家一起来看看 Linux 透明大页 THP 和标准大页 HP 目 录 标准大页(HugePages) 透明大页(Transparent...在 Linux 中大页分为两种： Huge pages (标准大页) 和 Transparent Huge pages(透明大页)。...标准大页(HugePages) 标准大页(HugePages)是从 Linux Kernel 2.6 后被引入的，Huge Pages 可以称为大内存页或者大页面，有时候也翻译成大页/标准大页/传统大页...透明大页存在的问题： Oracle Linux team 在测试的过程中发现，如果 linux 开启透明大页 THP，则 I/O 读写性能降低 30%；如果关闭透明大页 THP，I/O 读写性能则恢复正常...因此，Oracle 建议在所有 Oracle 数据库服务器上禁用透明大页，以避免性能问题。 Linux7 默认情况下是开启透明大页功能的。检查系统对应版本。
在Linux中，透明巨页（Transparent HugePage）和巨页（HugePage）是两种不同的内存管理技术。 透明巨页是Linux内核中的一项特性，旨在提高内存的利用率和性能。...它通过将内存分配为更大的巨页（通常为2MB或1GB），减少了对内存页表的访问次数，从而提高了内存访问的效率。透明巨页是透明的，应用程序无需进行任何修改即可受益于这种内存管理技术。...而巨页是指一种更大尺寸的内存页，在Linux中可以使用不同的页面大小，常见的巨页大小是2MB或1GB。...巨页可以提供更高的内存访问性能，因为它减少了页表的数量，降低了TLB（Translation Lookaside Buffer）缓存的压力，从而减少了内存访问的开销。...巨页需要应用程序进行适当的修改和配置才能使用。 因此，透明巨页和巨页都是通过增加内存页的尺寸来提高内存访问性能，但透明巨页不需要应用程序的修改，而巨页需要应用程序的支持和配置。
我们知道LINUX的内存管理系统中有”反向映射“这一说，目的是为了快速去查找出一个特定的物理页在哪些进程中被映射到了什么地址，这样如果我们想把这一页换出（SWAP），或是迁移（Migrate）的时候，就能相应该更改所有相关进程的页表来达到这个目的...1、为什么要使用反向映射 物理内存的分页机制，一个PTE（Page Table Entry）对应一个物理页，但一个物理页可以由多个PTE与之相对应，当该页要被回收时，Linux2.4的做法是遍历每个进程的所有...2、Linux2.6中是如何实现反向映射 2.1 与RM（Reverse Mapping）相关的结构 page, address_space, vm_area_struct, mm_struct, anon_vma...Linux采用三级页表： PGD：顶级页表，由pgd_t项组成的数组，其中第一项指向一个二级页表。...PMD：二级页表，由pmd_t项组成的数组，其中第一项指向一个三级页表（两级处理器没有物理的PMD）。 PTE：是一个页对齐的数组，第一项称为一个页表项，由pte_t类型表示。
第一个因素几乎完全无关紧要，事实并非如此，这很重要，因为它也有缺点在页错误中需要更大的清除页拷贝有潜在的负面影响。...使用虚拟化和嵌套分页只有KVM和Linux客户端同时支持映射更大的TLB正在使用大页面，但显著的速度已经发生了，如果其中一个使用大页面只是因为TLB miss会跑得更快。...但 如果有任何驱动程序会在尾部的页面结构上损坏 page(用于检查page->mapping或其他相关的位对于头页而不是尾页)，应该更新为跳转改为检查头页。...如果您没有遍历页表，但是遇到了一个物理的大页，但是您不能在代码中原生地处理它， 您可以通过调用split_huge_page(page)来分裂它。这就是Linux VM在尝试切换大页面之前所做的。...参考⽂献 Linux-5.10.50源码 Documentation/vm/transhuge.rst Documentation/admin-guide/mm/transhuge.rst
---- 1.为什么要使用大页内存 了解操作系统内存管理的人一般都知道操作系统对内存采用多级页表和分页进行管理，操作系统每个页默认大小为4KB。...如果进程使用的内存过大，比如1GB，这样会在页表中占用 1GB / 4KB = 262144个页表项，而系统TLB可以容纳的页表项远小于这个数量。...操作系统默认支持的大页是2MB，当使用1GB内存时，在页表中将占用 1GB / 2MB = 512个页表项，可以大大提升TLB命中率，进而提升应用性能。...---- 2.怎样使用大页内存 2.1 先预留一定量的大页内存 #先查看系统有多少已经预留的大页内存 # cat /proc/meminfo |grep -i huge #预留192个大页 # sysctl...vm.nr_hugepages=192 #查看是否预留成功 # cat /proc/meminfo |grep -i huge 2.2 通过系统调用来从预留的大页内存中申请大页 #include <sys
环境： RHEL 6.5 + Oracle 11.2.0.4 RAC 1.确认透明大页是否开启 grep HugePage /proc/meminfo cat /sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage...HugePages_Rsvd: 23 HugePages_Surp: 0 [root@jystdrac1 ~]# 若上面的AnonHugePages > 0, 说明启用了透明大页。...cat /sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage/enabled [always] madvise never 若上面扩号是在never的位置，说明禁用了透明大页。...transparent_hugepage=never Once modified the line will read similar to the following example: title Oracle Linux.../sda default=0 timeout=5 splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz hiddenmenu title Red Hat Enterprise Linux
我们现在知道物理内存是以页框为最小单位存在的，那么内核中分配页框的方法是什么呢？...分区页框分配器 页框分配在内核里的机制我们叫做分区页框分配器(zoned page frame allocator)，在linux系统中，分区页框分配器管理着所有物理内存，无论你是内核还是进程，都需要请求分区页框分配器...，这时才会分配给你应该获得的物理内存页框。...当你所拥有的页框不再使用时，你必须释放这些页框，让这些页框回到管理区页框分配器当中。...有时候目标管理区不一定有足够的页框去满足分配，这时候系统会从另外两个管理区中获取要求的页框，但这是按照一定规则去执行的，如下： 如果要求从DMA区中获取，就只能从ZONE_DMA区中获取。
文章目录 一、物理页释放 __free_pages 函数 一、物理页释放 __free_pages 函数 ---- 页分配器 提供了 释放 物理页的 函数 __free_pages , 该函数定义在 Linux...内核源码的 linux-4.12\mm\page_alloc.c#4083 位置 ; __free_pages 函数参数分析 : struct page *page 参数 表示 要释放的 物理页 page...的 虚拟空间地址 ; unsigned int order 参数 表示 要释放的 物理页 的 " 阶数 " , 也就是 要释放的物理页大小 ; 阶 ( Order ) : 物理页 的 数量单位 ,...n 阶页块 指的是 2^n 个 连续的 " 物理页 " ; 参考 【Linux 内核 内存管理】伙伴分配器 ① ( 伙伴分配器引入 | 页块、阶 | 伙伴 ) __free_pages 函数源码...order == 0) free_hot_cold_page(page, false); else __free_pages_ok(page, order); } } 源码路径 : linux
linux本来有伙伴系统分配内存页，为了加快单个内存页的分配linux在每个node里为每个cpu分配了一个per_cpu_pageset（暂且叫他页缓存吧）。...每个页缓存包含一个冷页缓存和一个热页缓存。这两个用法有什么区别呢。 如果申请完一个内存页就立刻用来写数据，用热页缓存。 如果申请完暂时用不到或者给DMA用，用冷页缓存。...这主要是因为内核用free_pages释放单个内存页的时候会调用free_hot_page。...刚释放的内存页大概率还在cpu的cache里，也就是说热页缓存里的页很可能还在cpu的cache里，所以申请热页缓存并且立即使用会直接访问cpu的cache速度会比较快。...其他情况就用冷页缓存，冷页缓存里的页在主内存里，需要重新加载到cpu的cache，速度会慢一些。
，也需要用到页迁移技术，逐渐称为内核内存子系统中占有比较重要地位。...整个页迁移组成大概如下： 系统调用migrate_pages通过中断陷入内核中调用kernel_migrate_pages，最终调用内核函数migrate_pages实施页迁移。...触发页迁移主要函数梳理 以下是整理会触发page migration主要一些情况： 可以看到所有触发页迁移之后，都需要将要迁移的page 都isolate出去，防止触发swap等并发分配或者是否要迁移...当内核配置CONFIG_MEMORY_FAILURE，内存处理过程中如果出现memory failed会进行页迁移 migrate_pages 函数定义说明 内核migrate_pages函数为实施页迁移函数入口...内核migrate_pages处理相对来说比较复杂，内核文档（Page migration — The Linux Kernel documentation）中给出了 迁移过程说明： migrate_pages
对页表进行"自操作" 在 x86 系统中，内存管理中的分页机制是非常重要的，在Linux操作系统相关的各种书籍中，这部分内容也是重笔浓彩。...如果你看过 Linux 内核相关书籍，一定对下面这张图又熟悉、又恐惧： 这是 Linux 系统中，页处理单元的多级页表查询方式。...其中黄色背景部分：页上级目录索引 和 页中间目录索引，是 Linux 系统自己扩展的，在原本的 x86 处理器中是不存在的，这也是导致 Linux 中相关部分代码更加复杂的原因。...文章链接在此：Linux从头学15：【页目录和页表】-理论 + 实例 + 图文的最完全、最接地气详解！，但是其中有一个环节被特意忽略过去了。...详细的讨论过程，请参考上一篇文章：Linux从头学15：【页目录和页表】-理论 + 实例 + 图文的最完全、最接地气详解！。
页高速缓存(Page Cache)的用途是加速访问文件数据，给定inode索引节点和文件的页面的偏移量，快速的在内存中找到文件页的内容。这个Page Cache是存在于VFS和实际文件系统之间。...Page Cache高速缓存使用的是物理页帧，以页为单位将文件内容缓存，逻辑文件(struct file)中每一个页可以划分为块单位，将每个块映射到磁盘的盘块，因此一个文件的页可以和多个Buffer Cache...Page Cache(页缓存) Linux页高速缓存任何基于页的数据，所缓存的Page包括普通文件内容、块设备文件、内存映射文件的读写。页缓存中一个页帧的文件数据锁对应的磁盘块不必是连续的。...针对块设备文件的页缓存则是磁盘盘块在物理磁盘上是连续的。 页缓存中采用了struct address_space数据结构来管理。它特指一个文件内容所形成的的页缓存空间。...，通常也可以结合在一起共同描述页缓存中保存文件的数据，向上以页为单位于页缓存交互，向下以块缓存为单位和通用设备层进行交互。
我们讲页框分配器的时候讲到了快速分配和慢速分配，其中伙伴算法是在快速分配里做的，忘记的小伙伴我们再看下： static struct page * get_page_from_freelist(gfp_t...而linux中默认的low与min之间的值又比较小，所以就很容易造成direct reclaim的情况。...「extra_free_kbytes」: 源于此，安卓在linux水位的基础上增加了extra_free_kbytes的变量，这个extra时额外加在low和min之间的，它在min不变的情况下，让low...「watermark_scale_factor」: 内核总是在进步的，在linux内核4.6版本中，又诞生了一种新的调节水位的方式，即watermark_scale_factor系数，其默认值是10，对应内存占比...至此，页框分配器中的快速分配方式已经结束，下一篇让我们进入页框分配器的慢速分配方式：__alloc_pages_slowpath，涉及到内存碎片的整理和内存回收。
1.开场白 环境： 处理器架构：arm64 内核源码：linux-5.10.50 ubuntu版本：20.04.1 代码阅读工具：vim+ctags+cscope Linux内核由于存在page...为了回写page cache中的脏页，需要标记页为脏。 脏页跟踪是指内核如何在合适的时机记录文件页为脏，以便内核在进行脏页回写时，知道将哪些页面回写到磁盘。...匿名页不需要跟踪脏页，因为不需要同步到磁盘；私有文件页也不需要跟踪脏页，因为映射的时候，可写页会映射为只读，写访问会发生写时复制，转变为匿名页；所以只有共享的文件页需要跟踪脏页。...在Linux内核中，因为跟踪脏页会涉及到文件回写、缺页异常、反向映射等技术，所以本文也重点讲解在Linux内核中如何跟踪脏页。...脏页回写之后，页描述符脏标志位是清零的，文件写页调用链会设置页描述符脏标志位。
有些情况下需要关闭Linux 服务器的 透明大页和 NUMA，比如安装 Oracle 数据库！...下面介绍如何永久关闭 透明大页 和 NUMA 的命令： Linux 6： 关闭透明大页： cat >>/etc/rc.d/rc.local <<EOF if test -f /sys/kernel/mm...关闭 numa： sed -i 's/quiet/quiet numa=off/' /etc/default/grub grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg Linux...7/8： 关闭 透明大页 和 NUMA： sed -i 's/quiet/quiet transparent_hugepage=never numa=off/' /etc/default/grub grub2
在 Linux 操作系统上运行内存需求量较大的应用程序时，由于其采用的默认页面大小为 4KB，因而将会产生较多 TLB Miss 和缺页中断，从而大大影响应用程序的性能。...这也正是 Linux 内核引入大页面支持的直接原因。...为了能以最小的代价实现大页面支持，Linux 操作系统采用了基于 hugetlbfs 特殊文件系统 2M 字节大页面支持。...，意思是：你使用的是透明大页，可能导致redis延迟和内存使用问题。...查看是否启用透明大页 1：命令cat /sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage/enabled 该命令适用于Red Hat Enterprise Linux系统
1、PGD: Page Global Directory Linux系统中每个进程对应用户空间的pgd是不一样的，但是linux内核 的pgd是一样的。...可以看出Linux系统中每个进程的页面目录的第二部分是相同的，所以从进程的角度来看，每个进程有4G字节的虚拟空间，较低的3G字节是自己的用户空间，最高的1G字节则为与所有进程以及内核共享的系统空间。...每个进程有它自己的PGD( Page Global Directory)，它是一个物理页，并包含一个pgd_t数组。...关键字： PTE: 页表项（page table entry） PGD(Page Global Directory) PUD(Page Upper Directory) PMD(Page Middle...每一个页表项指向一个页框，页框就是真正的物理内存页。
在操作系统中运行的每一个进程，都有其独立的虚地址空间或线性地址空间，而这个地址空间同样也是按页(Page)进行管理，在Linux中，页大小通常为4KB。...因此，决定先使用大内存页来调优系统的内存使用。 大内存页是一种统称，在低版本的Linux中为Large Page，而当前主流的Linux版本中为Huge Page。...实际上这里可以反映出Linux在分页处理机制上的缺陷。而其他操作系统，比如AIX，对于共享内存段这样的内存，进程共享相同的页表，避免了Linux的这种问题。...总结 本文以一个案例，介绍了Linux操作系统下大内存页在性能提升方面的作用，以及如何设置相应的参数来启用大内存页。...另外值得高兴的是，新版本的Linux内核提供了Transparent Huge Pages，以便运行在Linux上的应用能更广泛更方便地使用大内存页，而不仅仅是只有共享内存这类内存才能使用大内存页。
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