页面压入zpool详解

从 DRAM 压缩页面到 zpool 的详细过程

1. 触发页面压缩

当系统检测到内存压力（例如 swappiness 设定较高或 kswapd 触发内存回收）时，zswap 可能会主动压缩部分页面并存入 zpool，具体触发路径如下：

• 进程释放内存时，page reclaim 机制会尝试回收不常访问的页面。
• swapout 发生时，系统会将部分页面标记为可交换。
• zswap 在 frontswap 机制下拦截交换请求，并决定是否压缩页面存入 zpool。

2. zswap 拦截页面交换请求

zswap 作为 frontswap 的后端，负责在页面真正写入 swap 设备之前拦截并尝试压缩存入 zpool。

• zswap_frontswap_store() 负责拦截 swap 写入请求。
• 该函数决定是否将页面压缩存入 zswap，如果 zswap 满了，则继续传统 swapout 过程。

int zswap_frontswap_store(unsigned type, pgoff_t offset,
                          struct page *page);

3. 在 zpool 中分配存储空间

在 zpool 中，zswap 选择合适的后端来存储压缩数据，目前支持：

• zbud：一个物理页最多存储 2 个压缩页。
• zsmalloc：支持多个小页面共享一个物理页，提高空间利用率。

zpool 负责管理这部分内存，并通过 zpool_malloc() 申请空间。

void *zpool_malloc(struct zpool *pool, size_t size);

4. 压缩页面数据

zswap 选择合适的压缩算法（如 LZ4、ZSTD）对页面数据进行压缩。

size_t compressed_size = LZ4_compress_default(input_page, output_buffer,
                                              PAGE_SIZE, max_compressed_size);

压缩过程：

1. zswap_compress() 选择合适的压缩算法。
2. zpool_malloc() 申请存储压缩数据的空间。
3. zswap_store() 将压缩后的数据存入 zpool。

5. 创建 zswap_entry 记录映射

成功存入 zpool 后，zswap 需要在 rb_tree 里维护 swap entry 到 zpool 句柄的映射。

struct zswap_entry {
    struct rb_node rbnode;
    unsigned long handle;   // 指向 zpool 里的压缩数据
    unsigned type;
    pgoff_t offset;
};

插入 rb_tree 以便后续查询：

zswap_rb_insert(entry);

6. 释放原页面

压缩存储完成后，原始 DRAM 页可以释放，减少物理内存占用。

__free_page(page);

完整流程总结

1. swapout 触发页面交换。
2. zswap_frontswap_store() 拦截 swapout，决定是否压缩存入 zpool。
3. zpool_malloc() 申请存储空间。
4. LZ4_compress_default() 或 zstd_compress() 进行数据压缩。
5. zswap_store() 将压缩数据存入 zpool。
6. zswap_rb_insert() 维护 swap entry 到 zpool 句柄的映射。
7. 释放原始 DRAM 页以节省内存。

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如果你希望修改 zpool 存储流程，比如：

• 更换压缩算法（如 Brotli、Snappy）。
• 优化 NUMA 亲和性，使 zpool 更合理地管理 CXL 和 DRAM。
• 添加额外的压缩元数据（如 CRC 校验）。

可以修改 zswap_store() 和 zpool_malloc() 相关代码。

你是希望改进 zswap 以适配 CXL 体系结构吗？