linux/Documentation/translations/zh_CN/mm/split_page_table_lock.rst

:Original: Documentation/mm/split_page_table_lock.rst

:翻译:

 司延腾 Yanteng Si <[email protected]>

:校译:


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分页表锁(split page table lock)
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最初,mm->page_table_lock spinlock保护了mm_struct的所有页表。但是这种方
法导致了多线程应用程序的缺页异常可扩展性差,因为对锁的争夺很激烈。为了提高可扩
展性,我们引入了分页表锁。

有了分页表锁,我们就有了单独的每张表锁来顺序化对表的访问。目前,我们对PTE和
PMD表使用分页锁。对高层表的访问由mm->page_table_lock保护。

有一些辅助工具来锁定/解锁一个表和其他访问器函数:

 - pte_offset_map_lock()
	映射pte并获取PTE表锁,返回所取锁的指针;
 - pte_unmap_unlock()
	解锁和解映射PTE表;
 - pte_alloc_map_lock()
	如果需要的话,分配PTE表并获取锁,如果分配失败,返回已获取的锁的指针
	或NULL;
 - pte_lockptr()
	返回指向PTE表锁的指针;
 - pmd_lock()
	取得PMD表锁,返回所取锁的指针。
 - pmd_lockptr()
	返回指向PMD表锁的指针;

如果CONFIG_SPLIT_PTLOCK_CPUS(通常为4)小于或等于NR_CPUS,则在编译
时启用PTE表的分页表锁。如果分页锁被禁用,所有的表都由mm->page_table_lock
来保护。

如果PMD表启用了分页锁,并且架构支持它,那么PMD表的分页锁就会被启用(见
下文)。

Hugetlb 和分页表锁
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Hugetlb可以支持多种页面大小。我们只对PMD级别使用分页锁,但不对PUD使用。

Hugetlb特定的辅助函数:

 - huge_pte_lock()
	对PMD_SIZE页面采取pmd分割锁,否则mm->page_table_lock;
 - huge_pte_lockptr()
	返回指向表锁的指针。

架构对分页表锁的支持
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没有必要特别启用PTE分页表锁:所有需要的东西都由pagetable_pte_ctor()
和pagetable_pte_dtor()完成,它们必须在PTE表分配/释放时被调用。

确保架构不使用slab分配器来分配页表:slab使用page->slab_cache来分配其页
面。这个区域与page->ptl共享存储。

PMD分页锁只有在你有两个以上的页表级别时才有意义。

启用PMD分页锁需要在PMD表分配时调用pagetable_pmd_ctor(),在释放时调
用pagetable_pmd_dtor()。

分配通常发生在pmd_alloc_one()中,释放发生在pmd_free()和pmd_free_tlb()
中,但要确保覆盖所有的PMD表分配/释放路径:即X86_PAE在pgd_alloc()中预先
分配一些PMD。

一切就绪后,你可以设置CONFIG_ARCH_ENABLE_SPLIT_PMD_PTLOCK。

注意:pagetable_pte_ctor()和pagetable_pmd_ctor()可能失败--必
须正确处理。

page->ptl
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page->ptl用于访问分割页表锁,其中'page'是包含该表的页面struct page。它
与page->private(以及union中的其他几个字段)共享存储。

为了避免增加struct page的大小并获得最佳性能,我们使用了一个技巧:

 - 如果spinlock_t适合于long,我们使用page->ptr作为spinlock,这样我们
   就可以避免间接访问并节省一个缓存行。
 - 如果spinlock_t的大小大于long的大小,我们使用page->ptl作为spinlock_t
   的指针并动态分配它。这允许在启用DEBUG_SPINLOCK或DEBUG_LOCK_ALLOC的
   情况下使用分页锁,但由于间接访问而多花了一个缓存行。

PTE表的spinlock_t分配在pagetable_pte_ctor()中,PMD表的spinlock_t
分配在pagetable_pmd_ctor()中。

请不要直接访问page->ptl - -使用适当的辅助函数。