13.4 RMAP小结

早期的linux2.6的rmap实现如下图：

父进程的VMA中有一个struct anon_vma数据结构(简称AVp)，page->mapping指向AVp数据结构，另外父进程和子进程所有映射了页面的VMA时，只需要从物理页面的page->mapping找到AVp，再遍历AVp链表即可。当子进程的虚拟内存发生写时复制COW时，新分配的页面COW_Page->mapping依然指向父进程的AVp数据结构。这个模型非常简单，而且通俗易懂，但也有致命弱点。特别是在负载重的服务器中，例如父进程有1000个子进程，每个子进程都有一个VMA，这个VMA中有1000个匿名页面，当所有的子进程的VMA中的所有匿名页面都同时发生写时复制时，情况会很糟糕。有100万个匿名页面指向父进程的AVp数据结构。每个匿名页面在做反向映射时，最糟糕的情况下需要扫描这个AVp队列全部成员，但是AVp队列大部分的成员(VMA)并没有映射这个匿名页面。这个扫描的过程是需要全程持有锁的，锁的争用变得激烈，导致有一些性能测试中出现问题。

    linux2.6.34内核对RMAP方向映射系统进行了优化，模型和现在Linux4.0内核中模型相似，如下图：

新增加了AVC数据结构(struct anon_vma_chain),父进程和子进程都有各自的AV数据结构且都有一颗红黑树(简称AV红黑树)，此外，父进程和子进程都有各自的AVC挂入进程AV红黑树中。还有一个AVC作为纽带来联系父进程和子进程，我们暂且称它为AVC枢纽。AVC枢纽挂入父进程的AV红黑树中，因此所有子进程都有一个AVC枢纽用于挂入父进程的AV红黑树。需要反向映射遍历时，只需要扫描符进程中的AV红黑树即可。当子进程VMA发送COW时，新分配的匿名页面cow_page->mapping指向子进程自己的AV数据结构，因此在反向映射时不需要扫描所有的子进程。

旧版反向映射和新版反向映射最大的区别是子进程的page->mapping指向子进程的AV数据结构，所以在做反向映射查询时，就只有遍历自身的AVC。

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