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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

Matthew Dillon <dillon@apollo.backplane.com>
Matthew Dillon <dillon@apollo.backplane.com>
4 months ago
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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

FreeBSD has added complexity (the `pv_entry` scheme) to increase performance (to limit page table accesses to _only_ those pte's that need to be modified).
FreeBSD tiene más complejidad (el esquema de `pv_entry`) para mejorar el rendimiento (para limitar los accesos a la tabla de páginas _sólo_ a aquellos pte que necesitan ser modificados).
10 months ago
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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

Under Linux there is no such linked list. To remove all the hardware page table mappings for a `vm_page` linux must index into every VM object that _might_ have mapped the page. For example, if you have 50 processes all mapping the same shared library and want to get rid of page X in that library, you need to index into the page table for each of those 50 processes even if only 10 of them have actually mapped the page. So Linux is trading off the simplicity of its design against performance. Many VM algorithms which are O(1) or (small N) under FreeBSD wind up being O(N), O(N^2), or worse under Linux. Since the pte's representing a particular page in an object tend to be at the same offset in all the page tables they are mapped in, reducing the number of accesses into the page tables at the same pte offset will often avoid blowing away the L1 cache line for that offset, which can lead to better performance.
En Linux no existe dicha lista enlazada. Para eliminar todos los mapeos de tablas de páginas hardware para una `vm_page` linux debe acceder a cada objeto de Memoria Virtual que _podría_ haber mapeado la página. Por ejemplo, si tienes 50 procesos todos mapeando la misma biblioteca compartida y quieres eliminar la página X de esa biblioteca, necesitas acceder a la tabla de páginas de cada uno de esos 50 procesos incluso si sólo 10 de ellos han mapeado la página. Así que Linux está favoreciendo la simplicidad en el diseño por el rendimiento. Muchos algoritmos de Memoria Virtual que son O(1) o (una N pequeña) en FreeBSD terminan siendo O(N), O(N^2), o peor en Linux. Puesto que los pte que representan una página concreta en un objeto suelen estar en el mismo desplazamiento en todas las tablas de páginas en las que están mapeadas, reducir el número de accesos a las tablas de páginas en el mismo desplazamiento del pte evitará por lo general que se destruya la línea de caché L1 para ese desplazamiento, lo que puede conllevar un mejor rendimiento.
10 months ago
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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

`pv_entry` structures only represent pages mapped by the MMU (one `pv_entry` represents one pte). This means that when we need to remove all hardware references to a `vm_page` (to reuse the page for something else, page it out, clear it, dirty it, and so forth) we can simply scan the linked list of pv_entry's associated with that vm_page to remove or modify the pte's from their page tables.
Las estructuras `pv_entry` sólo representan páginas mapeadas por la MMU (una `pv_entry` representa una pte). Esto significa que cuando necesitamos eliminar todas las referencias hardware a la `vm_page` (para reutilizar la página para otra cosa, pasarla a disco, borrarla, marcarla como sucia y demás) podemos simplemente escanear la lista enlazada de estructuras `pv_entry` asociadas con esa `vm_page` y eliminar o modificar la pte de sus tablas de páginas.
10 months ago
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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

A large percentage of page faults that occur are zero-fill faults. You can usually see this by observing the `vmstat -s` output. These occur when a process accesses pages in its BSS area. The BSS area is expected to be initially zero but the VM system does not bother to allocate any memory at all until the process actually accesses it. When a fault occurs the VM system must not only allocate a new page, it must zero it as well. To optimize the zeroing operation the VM system has the ability to pre-zero pages and mark them as such, and to request pre-zeroed pages when zero-fill faults occur. The pre-zeroing occurs whenever the CPU is idle but the number of pages the system pre-zeros is limited to avoid blowing away the memory caches. This is an excellent example of adding complexity to the VM system to optimize the critical path.
Un gran porcentaje de los fallos de página que se producen son fallos de rellenado de ceros. Habitualmente puedes verlo observando la salida del comando `vmstat -s`. Esto ocurre cuando un proceso accede a páginas de su área de BSS. Se espera que el área de BSS esté inicializada a cero pero el sistema de Memoria Virtual no se molesta en asignar ninguna memoria en absoluto hasta el momento en el que el proceso accede de verdad. Cuando se produce un fallo el sistema de Memoria Virtual no solo debe asignar una nueva página, tiene que inicializarla a cero también. Para optimizar la operación de rellenado de ceros el sistema de Memoria Virtual tiene la capacidad de pre-inicializar páginas a cero y marcarlas como tal, y solicitar páginas pre-inicializadas a cero cuando ocurre un fallo de rellenado de ceros. La pre-inicialización a cero ocurren cuando la CPU está ociosa pero el número de páginas que el sistema pre-inicializa a cero está limitado para evitar destrozar las cachés de memoria. Este es un ejemplo excelente de cómo añadir complejidad al sistema de Memoria Virtual para optimizar el camino crítico.
10 months ago
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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

An urban myth has circulated for years that Linux did a better job avoiding swapouts than FreeBSD, but this in fact is not true. What was actually occurring was that FreeBSD was proactively paging out unused pages to make room for more disk cache while Linux was keeping unused pages in core and leaving less memory available for cache and process pages. I do not know whether this is still true today.
Durante años ha circulado una leyenda urbana acerca de que Linux hacía un mejor trabajo que FreeBSD evitando escribir en intercambio, pero de hecho esto no es cierto. Lo que ocurría en realidad era que FreeBSD estaba llevando a intercambio de forma proactiva páginas no utilizadas para hacer sitio para más caché de disco mientras que Linux estaba manteniendo las páginas sin utilizar y dejando menos memoria disponible para la caché y para páginas de procesos. No sé si esto sigue siendo cierto a día de hoy.
10 months ago
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Documentation / articles/vm-design/_index — Spanish

How much overhead are we willing to suffer in the critical path to avoid freeing the wrong page? Each wrong choice we make will cost us hundreds of thousands of CPU cycles and a noticeable stall of the affected processes, so we are willing to endure a significant amount of overhead to be sure that the right page is chosen. This is why FreeBSD tends to outperform other systems when memory resources become stressed.
¿Cuánto trabajo extra estamos dispuestos a sufrir en el camino crítico para evitar liberar la página equivocada? Cada decisión errónea que hacemos costará cientos de miles de ciclos de CPU y una parada notable de los procesos afectados, así que estamos dispuestos a soportar una cantidad significativa de trabajo extra para estar seguros que se escoge la página adecuada. Por esto es por lo que FreeBSD tiende a superar en rendimiento a otros sistemas cuando se estresan los recursos de memoria.
10 months ago
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