基于PHPA的内存大小页动态调整技术

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为了提高物理资源的利用率,虚拟化技术得以普遍运用。通过运用虚拟化技术,单台服务器上可以整合许多虚拟机来为用户提供各种服务。为了保证用户的良好体验,这台服务器对硬件的要求就会比较高,其中也包括对内存的需求。在现有市场上的服务器,有通过基于hugetlbfs的大页管理框架来为服务应用提供2M大页,从而保证服务性能。但其不支持内存压缩,并且可扩展性较差。实验室之前的工作中,实现了一套基于PHPA(Pristine Huge Page Allocator)大页框架的的Hzmem(H代表huge,z代表压缩)系统,通过将大页内存进行压缩存放的方法,变相提高了可用的大页内存。受启发于透明大页的设计思想,在某些实际场景中,比如,服务器对大页内存的需求远远超过对小页内存的需求时,系统中可能会存在比较多的空闲小页,而缺少空闲大页。本文在实验室现有成果的基础上,设计实现了一套基于PHPA大页框架的内存大小页动态调整技术,来适应上述场景。本文的主要贡献有:1)采用PHPA大页框架,大幅度地降低了系统对内存管理的元数据开销,节省了物理内存开销。2)实现了在系统运行的时候动态调整大小页内存大小的技术。3)采用模块化的方式将本文的实现与原有的Linux内核进行了结合,不需要对原有内核进行改动。4)通过proc文件系统,实现了在用户态对内存大小页进行调整。经过功能和性能两方面的测试,本文的实现达到了预期效果,并且对原有系统的性能影响微乎其微。
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