虚拟机——KSM Kernel Samepage Merging

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#linux #运维 #大数据

KSM（Kernel Samepage Merging）是一种内存节省技术，通过比较和合并虚拟机内存中相同内容的页面，减少内存使用。该技术由KSM守护进程监控并定期扫描用户内存，使用madvise系统调用实现页面合并。EPT（扩展页表）则允许虚拟机直接映射到宿主机物理地址，提升性能。KSM的配置和控制位于sysfs文件系统下，可以调整以优化性能。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

KSM——Kernel Samepage Merging

  • KSM is a memory-saving de-duplication feature，将有相同数据的多个虚拟机通过共享共同数据的方式融合到物理内存中，从而达到节省内存的目的

  • 实现方式：KSM的守护进程会定期扫描已经注册的用户内存，寻找可以被一个单一的写保护的页替代的有相同内容的页面，ps.若有页面需要更改内容则会自动地copy共享页并更新它地内容

    • KSM的守护进程受 sysfs文件 /sys/kerne,l/mm/ksm 的控制 ps.一些常用的配置请参考官方教程

  • 实现原理：通过madvise进行系统回调，将application建议的可以被合并地地址空间进行合并

    • int madvise(addr,length,MADV_MERGEABLE)
    • app may call int madvise(addr,length,MADV_UNMERGEABLE)

    ref:https://www.kernel.org/doc/html/latest/admin-guide/mm/ksm.html

  • 相关额外知识补充：

    • 内存默认的页面大小是4KB，这样会产生较多的 TLB Miss 和 缺页中断，导致性能受到影响，而虚拟机可以通过分配大页提高运行性能，其通过EPT 技术实现
    • EPT技术：
      • EPT:扩展页表，Intel开创的硬件辅助内存虚拟化技术
      • EPT技术可以直接将虚拟机的物理地址翻译为宿主机的物理地址
Linux 操作系统原理 — 内存管理 — KSM 共享内存
烟云的计算
06-20 4384
目录 文章目录目录KSM 内存页共享的性能问题 KSM 内存页共享的性能问题 KSM（Kernel Shared Memory）是 Linux Kernel 的一种内存共享机制，在 2.6.36 版本引入。简而言之，KSM 用于合并具有相同内容的物理主存页面以减少页面冗余。在 Kernel 中有一个 KSM 守护进程 ksmd，它会定期扫描用户向它注册的内存区域，寻找到相同的页面就会将其合并，并用一个添加了写保护的页面来代替。当有进程尝试写入该页面时，Kernel 会自动为其分配一个新的页面，然后将新数据写
Two approaches to better kernel samepage merging
mounter625的专栏
04-10 943
他表示，在代码打补丁时，可以为修改后的文件创建一个新的 inode，并存储在相关的虚拟内存区域中。内核目前的 uprobes 机制可以为运行中的进程打补丁，但它会影响所有运行该代码的进程，而他希望将影响限定在单个进程内。因此，他设想新增一个系统调用用于代码补丁，在其中创建一个新的覆盖层，用于跟踪每个用户对某个二进制文件的修改。不过，这种机制的最大限制是，一旦两个页面产生差异，它们就不再被合并，即使它们未来的内容再次一致也是如此。系统调用，该调用接受一个分区名称作为参数，并返回一个表示该分区的文件描述符。
KSM(Kernel Samepage Merging) 剖析：Linux 内核中的内存去耦合
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KVM高级功能部署
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企业内部为了使服务器资源达到最大化利用，通常都会进行 KVM 虚拟化，每台服务器上运行多台 KVM 虚拟机。随着 KVM 虚拟机数量的不断增多，个别服务器会出现资源过载现象，这时候就需要对部分 KVM 虚拟机进行迁移，迁移到负载相对较低的服务器上。为了解决以上问题，针对可停机的 KVM 虚拟机，可使用静态迁移的方式来迁移 KVM 虚拟机。针对在线提供服务、不可停机的 KVM 虚拟机，可使用基于共享存储的动态迁移或基于数据块的动态迁移来完成迁移工作。
[zz]使用 KSM（kernel samepage merging）调整 KVM 虚拟机的主机性能
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什么是KSM 虽然基于内核的虚拟机（KVM）被设计为自调优，但是可以调整一些参数使KVM主机性能更好。最重要的参数是内核同页合并（kernel samepage merging ,KSM），这一特性允许内核更有效地处理内存。KSM允许Linux内核识别出包含相同内容的内存页，然后合并这些内存页，将数据整合在一个位置可以多 次引用。 如果在主机上使用KVM，通常会激活数个客户操作系统，而且这些操...
The Kernel Samepage Merging Process
xxw0611的专栏
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KSM, simply put is a service daemon which scans the page addresses to find duplicate pages, merges them and therefore reduces the memory density. The code used in this post as example can be found und
KSM:Kernel Same-page Merging
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KSM:内核同页合并----允许Linux内核识别出包含相同内容的内存页，然后合并这些内存页，将数据整合在一个位置可以多次引用。 如果在主机上使用KVM，通常会激活数个客户操作系统，而且这些操作系统经常运行相同的OS，这意味着大量的内核页面被多次加载。通过应用KSM，许多虚拟机可以使用相同数量的内存启动。事实上，KSM允许虚拟机过度分配内存。但是使用KSM存在性能损失，在一般的环境中，性能损失大
内存页面共享-KSM
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首先查看这个 page 是不是可以和 stable tree 中的 page 合并，不可以的话，检查下它的检验值和之前是否有变化，如果变化则认为是写频繁的页面，跳过它；本文适合有基本Linux内存管理概念的新手阅读，且本文旨在从工作流程和设计思想上介绍KSM，在涉及到源代码的地方，进行了部分删减，如果想详细了解KSM，推荐阅读源代码及源代码中的注释。遍历ksm_mm_head链表（即进程的mm），然后再遍历进程地址空间的每个VMA，然后通过get_next_rmpa_item()返回rmap_item。
KVM内存管理（三）—— KSM操作实践
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标题中的"ksm.rar_V2"表明这是一个关于Linux内核内存合并（Kernel Samepage Merging，简称KSM）功能的更新版本，版本号为2.13.6。描述提到的"Memory merging support for Linux v2.13.6"证实了这一点，这是一项在...
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RToax
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jason的笔记
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ksm的全称是kernel samepage mergeing，主要用于合并内容相同的页面，只要用于虚拟机中 存在的大量的冗余页面。 在kernel中可以通过PageKsm 来判断一个页面是否是ksm页面 static __always_inline int PageKsm(struct page *page) { page = compound_head(page); return ((un...
KVM虚拟化的高级功能：静态动态迁移和KSM内存合页
leon.yan的博客
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一、KVM虚拟机迁移 1.1 KVM虚拟机迁移的主要应用场景 当一台 KVM 宿主机的负载比较高时，可将源 KVM 宿主机上的部分虚拟机迁移到负载较低的 KVM 宿主机中，以保证服务质量。 通过KVM 虚拟机迁移将多台负载较低的KVM 宿主机上的KVM 虚拟机集中迁移到某一台 KVM 宿主机上，从而达到节约资源的目的。 在升级 KVM 宿主机硬件设备时，可以将 KVM 宿主机上运行的 KVM 虚拟机迁移到其他KVM 宿主机上，以解决对硬件的依赖，从而实现业务不中断情况下对物理硬件
KSM Demo 分析
tugouxp的专栏
12-28 1065
KSM是“Kernel SamePage Merging ”的缩写，中文可称为“内核同页合并 ”。它是一种节省内存的技术，从2.6.32版开始获得支持，内核需要打开CONFIG_KSM=y选项使用KSM机制。KSM允许内核在两个或多个进程（包括虚拟客户机）之间共享完全相同的内存页。KSM让内核扫描检查 正在运行中的程序 并比较它们的内存 ，如果发现它们有完全相同的内存区域或内存页 ，就将多个相同的内存合并为一个单一的内存页，并将其标识为“写时复制 ”。这样可以起到节省系统内存使用量的作用。
Linux内存管理 之 KSM功能介绍
sinat_32152141的博客
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共享内存的概念在现代操作系统中很常用了，比如，一个程序启动时会与父进程共用它的全部内存。当其中一个进程发生变化时，就会触发写时复制，把原来的内容写入到新的内存页中，再进行修改。这时其他的未改动的页面仍然是共享的。在执行完exec之后所有的页面不再共享，父子进程各有各的物理页。共享内存是进程间通信的一种手段，多个进程的地址空间共享同一块物理内存，共享内存的进程在进行修改之后同样也会修改物理内存。当linux启用了KSM之后，KSM会检查多个运行中的进程，并比对它们的内存。
linux ksm,内存页面共享-KSM
weixin_31227315的博客
05-25 626
导读本文适合有基本Linux内存管理概念的新手阅读，且本文旨在从工作流程和设计思想上介绍KSM，在涉及到源代码的地方，进行了部分删减，如果想详细了解KSM，推荐阅读源代码及源代码中的注释。作者也是初次接触Linux内核源码，所以文章中难免出现纰漏，欢迎在评论中纠正。一、KSM概述KSM的全称是 Kernel Samepage Merging，主要应用在虚拟化环境中，它允许内核通过合并内存页面来节省...
linux下的KSM内存共享机制分析
weixin_39094034的博客
12-10 1600
KSM是内核中的一种内存共享机制，在2.6.36版本的内核中开始引入，简单来说就是其会 合并某些相同的页面以减少页面冗余。在内核中有一个KSM守护进程 ksmd,它定期扫描用户向它注册的内存区，寻找相同的页面，从而用一个添加写保护的页面来代替， 当有进程尝试写入的时候，会自动分配一个新页面，这点就是典型的COW机制。 KSM最初应用到KVM上，主要作为内存共享，从而腾出更多的可用物理内存，但是事实上，它可以应用于任何应用。KSM仅仅合并匿名页面，不会对文件映射的页面做处理，经过KSM合并的页面最初是被锁.
KVM热迁移虚拟机+KSM内存页合并
weixin_73059729的博客
05-25 1345
root@kvm02 ~ ] # virsh list --all Id 名称 状态---------------------------------------------------- [ root@kvm02 ~ ] # virsh define /etc/libvirt/qemu/test01.xml 定义域 test01（从 /etc/libvirt/qemu/test01.xml） [ root@kvm02 ~ ] # virsh list --all Id 名称 状态。
开源力量：深入解析KVM虚拟机性能优化
- **KSM（Kernel SamePage Merging）**：KSM用于合并相同内容的内存页，减少物理内存的消耗。 4. **I/O虚拟化优化** KVM虚拟机的磁盘和网络I/O性能优化包含： - **使用virtio驱动**：virtio是一种高效的半虚拟...
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