Linux内核巨页代码学习
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时间：2015年06月20日
巨页的实现，涉及到两个模块：hugetlb和hugetlbfs。
hugetlb相当于是huge page页面管理者，hugetlbfs则用于向用户提供一套基于文件系统的巨页使用界面，其下层功能的实现，则依赖于hugetlb。
1. hugetlb模块
struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
上面定义了一个hstate数组。
每一个hstate相当于一个huge_page池。不同的hstate，其page size是不一样的，例如2M的，1G的等等。
max_hstate标识当前有多少个hstate，即数组的前多少个元素是有效的。
默认的话，hugetlb_init中会创建一个hstate，其page size是默认大小，此hstate也就成了默认的hstate。
如果hugetlb.c被编译进内核，并且内核启动的时候，命令行参数中有hugepagesz=选项。
那么就会调用setup_hugepagesz进行处理，setup_hugepagesz应该会在hugetlb_init之前执行。
setup_hugepagesz中会调用hugetlb_add_hstate添加一个hstate，其pagesize大小为命令行参数中指定的大小。
2. hugetlbfs模块
hugetlbfs在加载时，会向内核注册hugetlbfs文件系统，并mount hugetlbfs文件系统到内核中，结果保存到hugetlbfs_vfsmount中。这个mount，没有使用什么参数，因此对应到默认的hstate。
3. 使用巨页
有两种方式，mmap方式和共享内存方式(shmget/shmat)。
但是，无论是通过哪种方式，最终都是通过对一个hugetlbfs类型的文件做内存映射而实现的(通过file->f_op->mmap完成)。
a. mmap方式
这种方式，需要先通过如下命令mount一个hugetlbfs文件系统，通过pagesize指定页面大小。
mount -t hugetlbfs none /mnt/path/to/hugetlbfs -o pagesize=2048K
这样的话，新挂载的文件系统，与页面大小为2048K的hstate相关联。。
接下来，在/mnt/path/to/hugetlbfs下面创建文件，然后打开文件并通过mmap进行内存映射即可。
b. 共享内存方式
这种方式，不需要上面提到的mount及创建文件操作。直接用shmget和shmat，即可使用巨页内存。
虽然用户没有mount及创建文件，但shmget内部还是创建了一个文件，并且是在上面提到的hugetlbfs_vfsmount挂载点下面。这样的话，就与mmap方式殊途同归了。hugetlbfs_vfsmount挂载点对应的是默认的hstate，因此所用巨页的页面大小也是默认的。
hugetlb相当于是huge page页面管理者，hugetlbfs则用于向用户提供一套基于文件系统的巨页使用界面，其下层功能的实现，则依赖于hugetlb。
1. hugetlb模块
struct hstate hstates[HUGE_MAX_HSTATE];
上面定义了一个hstate数组。
每一个hstate相当于一个huge_page池。不同的hstate，其page size是不一样的，例如2M的，1G的等等。
max_hstate标识当前有多少个hstate，即数组的前多少个元素是有效的。
默认的话，hugetlb_init中会创建一个hstate，其page size是默认大小，此hstate也就成了默认的hstate。
如果hugetlb.c被编译进内核，并且内核启动的时候，命令行参数中有hugepagesz=选项。
那么就会调用setup_hugepagesz进行处理，setup_hugepagesz应该会在hugetlb_init之前执行。
setup_hugepagesz中会调用hugetlb_add_hstate添加一个hstate，其pagesize大小为命令行参数中指定的大小。
2. hugetlbfs模块
hugetlbfs在加载时，会向内核注册hugetlbfs文件系统，并mount hugetlbfs文件系统到内核中，结果保存到hugetlbfs_vfsmount中。这个mount，没有使用什么参数，因此对应到默认的hstate。
3. 使用巨页
有两种方式，mmap方式和共享内存方式(shmget/shmat)。
但是，无论是通过哪种方式，最终都是通过对一个hugetlbfs类型的文件做内存映射而实现的(通过file->f_op->mmap完成)。
a. mmap方式
这种方式，需要先通过如下命令mount一个hugetlbfs文件系统，通过pagesize指定页面大小。
mount -t hugetlbfs none /mnt/path/to/hugetlbfs -o pagesize=2048K
这样的话，新挂载的文件系统，与页面大小为2048K的hstate相关联。。
接下来，在/mnt/path/to/hugetlbfs下面创建文件，然后打开文件并通过mmap进行内存映射即可。
b. 共享内存方式
这种方式，不需要上面提到的mount及创建文件操作。直接用shmget和shmat，即可使用巨页内存。
虽然用户没有mount及创建文件，但shmget内部还是创建了一个文件，并且是在上面提到的hugetlbfs_vfsmount挂载点下面。这样的话，就与mmap方式殊途同归了。hugetlbfs_vfsmount挂载点对应的是默认的hstate，因此所用巨页的页面大小也是默认的。
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