VMM物理内存、虚拟内存管理，偷页算法
作者：互联网
复杂度3/5
机密度3/5
先总结一下上文。AIX VMM设计了独特的缓存文件数据管理模式，既将缓存的文件数据与对其它类型虚拟内存（例如，进程数据、进程堆栈等等）的管理集成到一起，文件数据缓存也通过页方式管理，如同进程的虚拟内存一样。AIX根据实际访问需要将页映射到物理内存: 如果应用程序访问/引用（reference，read or write）某个页面，而该页面并没有映射到实际内存中（不在PFT），那么系统将产生一个page fault缺页中断。为了解决缺页，AIX 内核会将所引用的页面加载到实际物理内存中的某个位置。如果所引用的页面是一个新的页面，也就是说，位于先前从未引用过的进程数据堆中的页面，那么“加载”所引用的页面过程只需要用零来填充一个实际物理内存位置（也就是说，提供一个填满零的页面）。如果所引用的分页是一个预先存在的页面（也就是说，文件中的某个页面、或者以前交换出paged out的某个页面），那么加载过程要从磁盘（换页空间paging space或者磁盘文件系统）中将该页面读入到实际物理内存中对应的位置。
在将页面加载到物理内存后，它将被标记为未被修改的。如果某个进程或者内核修改了该页面，那么该分页的状态将更改为已修改的。这使得AIX能跟踪页面加载到内存之后是否对其进行过修改，以决定今后换页操作时需要采取的动作：直接放弃或回写。
随着系统将更多的页面添加（分配）到物理内存中，物理内存中空闲页面的数目越来越少。当空闲页面数目达到某个较低的值时，AIX 内核就必须清空一些已被分配的物理内存，以便获得空闲页面供新分配使用。这个过程也称为page swap过程。
AIX VMM运行着一些后台守护进程，专门负责进行页面替换。其中页面替换守护进程称为 lrud（显示为 ps -k 的输出中的 lrud）。lrud 守护进程负责对物理内存页面进行扫描，回收某些页面以便为新物理内存分配腾出空间。lrud通过下面这样一个算法查找可释放的物理内存页：
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全部物理内存页被分为若干扫描组，lrud按内存组，以并行方式循环扫描同组内物理内存
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首次扫描时，如果某个页面从未被访问过（reference），则此页面将会被释放，如何释放要看此页面是否被修改过（MOD标记）
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如果该分页没有经过修改，那么lrud进程可以简单地将物理内存块标记为空闲，这样一来，就可以将该物理内存块重用于另一个分页，该页面在内存中的数据并没被修改过，因此与位于磁盘中的页面副本完全相同
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如果此页面被修改过，则需要回写，既将页面数据写回对应的磁盘文件或者交换区
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如果这个页面被访问过，则清除掉reference标记，等待下一次扫描过程
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在下一次扫描开始之前，如果页面被CPU访问，页面会被设置reference标志
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下一次扫描时，重复上一次扫描过程，那么在两次扫描时间间隔之内，数据没有被CPU访问过的页面状态会保持在未被访问（reference标志被清0），就会被释放掉，也就实现了所谓得less referenced（最少访问）算法
lrud进程可以根据系统内存的使用情况和vmo参数，控制扫描组大小mempools（其实是控制多少个组，而不是每组大小）；何时开始释放内存（minfree）；何时停止释放内存（maxfree）
另有一组与新物理内存分配有关的重要参数是minperm, maxperm和maxclient。这几个参数专门用来控制对文件系统进行映射（file cache）的内存的分配和清理策略。如果全部物理内存使用中用于文件映射的内存低于全部物理内存的minperm，那么将不释放文件映射内存；而如果用于文件映射的内存高于maxperm（jfs文件系统）或者maxclient（jfs2，veritas文件系统）时，则优先释放文件系统；当在此二者之间，则不区分内存使用内容，大家平等地依照lru算法进行清理；
与文件的物理内存映射机制有关，AIX系统存在这样一个现象：
当系统操作巨大文件时（例如生成备份文件），如果此文件保存在文件系统中，则会消耗大量的内存（与文件大小相等），直到占据全部可用物理内存（并非全部，具体与minperm，maxperm有关，暂不展开），很可能造成物理内存缺乏，而导致系统出现paging操作。因此，建议备份生成文件不要保存在文件系统上，或者分为多个文件依次操作，因为当aix关闭文件时，当时会将所有该文件映射的物理内存标志为free，也就是一次性释放了这些内存，降低了paging的可能。另一个方案是调整minperm为比较小，maxperm和maxclient为比较大的值。
标签：文件,VMM,lrud,AIX,偷页,内存,页面,虚拟内存,物理 来源： https://blog.csdn.net/weixin_42051187/article/details/116120483