每CPU页高速缓存

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今天看了一下《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》关于per_cpu_pages的部分，几个设计上的问题不明白。

1. it says"If the low watermark(per_cpu_pageset->low) has not been reached, the pages will be allocated from the pageset with no requirement for a spinlock to be hold"。
那么是否引入per_cpu_pages的目的就是可以省去使用spin_lock_irqsave，spin_unlock_irqsave这对自旋锁？这对自旋锁是干什么用的？省去了会带来什么好处？

2. it says"With 0 order allocations, splits will be delayed until the low watermark is reached in the per-cpu set, and coalescing will be delayed until the high watermark is reached"
为什么使用per_cpu_pages分配会产生延迟还是不明白？

3. it says"The first issue is that high-order allocations may fail if the pagesets hold order-0 pages that would normally be merged into higher order contigous blocks"
也就是说per_cpu_pages占用了一些page，使page都是order 0,无法合并成大的order，这样请求大order的block就会失败，这个问题是怎么解决的？

4. it says"The last potential problem is that buddies of newly freed pages could exist in other pagesets, leading to possible fragmentation problems"
不了解这种potential problem什么情况下会产生，为什么还会导致fragmentation problems？

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请教了kouu和某位VM大神，总结如下：

1. it says"If the low watermark(per_cpu_pageset->low) has not been reached, the pages will be allocated from the pageset with no requirement for a spinlock to be hold"。
那么是否引入per_cpu_pages的目的就是可以省去使用spin_lock_irqsave，spin_unlock_irqsave这对自旋锁？这对自旋锁是干什么用的？省去了会带来什么好处？

1）由于buddy system各个CPU都需要使用，会产生竞争，所以加锁，而per_cpu_pages是 per CPU的，不需要加锁
2）提高本地cache命中率，per_cpu_pages使得内存在倾向于在同一个CPU上使用


2. it says"With 0 order allocations, splits will be delayed until the low watermark is reached in the per-cpu set, and coalescing will be delayed until the high watermark is reached"
为什么使用per_cpu_pages分配会产生延迟还是不明白？

由于分配order为1的页是比较容易的，如果早早就split，造成碎片的可能性就大一些！


3. it says"The first issue is that high-order allocations may fail if the pagesets hold order-0 pages that would normally be merged into higher order contigous blocks"
也就是说per_cpu_pages占用了一些page，使page都是order 0,无法合并成大的order，这样请求大order的block就会失败，这个问题是怎么解决的？


当页面不足的时候，per_cpu_pages的页会被回收回来，如drain_pages之类的函数


4. it says"The last potential problem is that buddies of newly freed pages could exist in other pagesets, leading to possible fragmentation problems"
不了解这种potential problem什么情况下会产生，为什么还会导致fragmentation problems？

也就是说可能组成兄弟的两个page块一个在buddy里，一个在per_cpu_pages里，这样就不能组成一个大的order了

chishanmingshen

第二个问题是啥意思?

linuxfellow

第二个问题是说： 如果系统感到memory紧张， daomon就会扫描内存，回收一些不太可能再使用的页面；只有这些方法都用了，而剩下的内存已经到了最低允许的界限，这时才考虑split大的页面

jiabo2011

第二个问题好像是说：per-CPU pageset 为每一个zone建造了一个有很多单个页组成的缓存。只有当这个缓存的页的数量大于一个阀值或小于一个阀值时，内核才考虑回收n个单页到buddy系统中或者从buddy中分离n个单页。