ext4 migration on my laptop

本文记录了作者在其笔记本电脑上将文件系统从ext3迁移到ext4的过程。迁移过程中涉及使用tune2fs命令调整文件系统参数,并解决了包括GRUB启动、initrd模块配置及根文件系统挂载等问题。

ext4 migration on my laptop

1:05 AM PST, December 30, 2008, updated at 1:07 AM PST, January 16, 2009

I migrated from ext3 -> ext4 on my laptop.

tune2fs -O extents,uninit_bg,dir_index /dev/sda1
After running this command you must run fsck.

On kernels < 2.6.28 one needs:
tune2fs -E test_fs /dev/sda1


I thought of no bad and simply rebooted. That was a mistake: grub won't boot from an ext4 partition. So I had to install grub2 instead.

grub2 on the other hand would boot, but the initrd needed to be rebuilt: I had to add the ext4, jbd2, and crc16 modules.

After that the laptop would boot, but the system tries to mount the root as ext3, which fails due to "optional unsupported features (40)". I had to pass an additional parameter:

rootfstype=ext4

in grub.

On kernels < 2.6.28 one needs to use ext4dev instead of ext4

<think>我们正在讨论的是Linux内核中的`migration_entry_wait_on_locked`函数,该函数与页面迁移(page migration)相关。页面迁移是Linux内核中一种将页面从一个NUMA节点移动到另一个NUMA节点的机制,用于优化内存访问性能。当进程尝试访问一个正在迁移的页面时,它可能会被阻塞,直到迁移完成。`migration_entry_wait_on_locked`函数就是在这个过程中被调用的,用于等待页面迁移完成。 根据用户提供的引用,特别是引用[1]中描述的`__migration_entry_wait`函数(注意:`migration_entry_wait_on_locked`可能是该函数的一个变体或相关函数),我们可以分析出该函数的执行流程: 1. 获取锁(spin_lock(ptl))。 2. 检查页表项(pte)是否为交换类型(swap type)并且是迁移条目(migration entry)。如果不是,则跳转到out标签,释放锁并返回。 3. 如果是迁移条目,则通过`migration_entry_to_page`获取对应的页面描述符(page结构)。 4. 增加页面的引用计数(get_page_unless_zero),如果失败则跳转到out标签。 5. 释放页表锁(pte_unmap_unlock)。 6. 调用`wait_on_page_locked`等待页面解锁(即等待迁移完成)。 7. 减少页面的引用计数(put_page)。 阻塞问题通常发生在第6步:`wait_on_page_locked`会等待页面的PG_locked标志被清除,而该标志由迁移操作设置,迁移完成时清除。如果迁移操作由于某种原因延迟,等待的进程就会被阻塞较长时间。 ### 解决方案 #### 1. **确认阻塞原因** - 使用内核跟踪工具(如ftrace、perf)来跟踪`migration_entry_wait_on_locked`的调用栈和耗时。例如,通过perf可以记录函数调用的时间: ```bash perf record -e sched:sched_stat_blocked -ag ``` - 检查系统日志(dmesg)是否有与页面迁移相关的错误或警告。 #### 2. **优化迁移操作** - 页面迁移可能因I/O(如从交换设备读取页面)或锁争用而延迟。优化迁移操作本身可以减少阻塞时间: - 确保迁移操作不会在关键路径上被不必要的触发(例如,通过调整NUMA平衡策略)。 - 检查迁移操作是否因为内存碎片或大页分配失败而重试,这可能导致延迟。可以通过调整内存碎片整理策略或预留大页来缓解。 #### 3. **减少迁移争用** - 如果多个进程同时访问同一个正在迁移的页面,它们都会在`wait_on_page_locked`处排队等待。可以通过以下方式减少争用: - 优化应用程序的内存访问模式,避免频繁访问跨NUMA节点的内存。 - 使用`mbind()`或`set_mempolicy()`将进程绑定到特定的NUMA节点,减少迁移需求。 #### 4. **调整内核参数** - 调整与页面迁移相关的内核参数: - `/proc/sys/vm/numa_balancing`:禁用NUMA平衡(设置为0)可以完全关闭迁移,但可能影响性能。建议在确定NUMA平衡是问题根源时才禁用。 - `/proc/sys/vm/zone_reclaim_mode`:调整内存回收模式,避免过度回收导致迁移压力。 #### 5. **内核补丁或升级** - 如果阻塞问题是由已知的内核bug引起,考虑应用相关补丁或升级内核版本。例如,引用[2]中提到在调试时需要添加额外的打印逻辑,这可能意味着该问题在特定内核版本中已被修复或改进。 #### 6. **使用调试工具定位** - 使用`trace-cmd`或`kdump`捕获阻塞时的内核状态: ```bash echo 1 > /proc/sys/kernel/ftrace_dump_on_oops ``` - 分析捕获的内核转储,查看阻塞进程的堆栈和迁移相关的锁状态。 ### 总结 `migration_entry_wait_on_locked`导致的阻塞通常由页面迁移延迟引起。解决方案包括确认原因、优化迁移操作、减少争用、调整内核参数以及升级内核。具体措施需根据实际场景选择。 §§相关问题§§ 1. Linux内核中页面迁移的触发条件有哪些? 2. 如何监控Linux内核中的页面迁移事件? 3. NUMA平衡策略如何影响页面迁移?</think>### `migration_entry_wait_on_locked` 阻塞问题分析与解决方案 `migration_entry_wait_on_locked` 是 Linux 内核中与**页面迁移**相关的关键函数,当进程因访问正在迁移的内存页被阻塞时,会进入此等待状态。以下是根本原因和解决方案: --- #### **阻塞原因分析** 1. **页面迁移机制** - 当内核迁移内存页时(如 NUMA 平衡、内存压缩),会**锁定目标页**(设置 `PG_locked` 标志),并创建特殊的迁移页表项(migration entry)[^1]。 - 若进程尝试访问被锁定的迁移页,会调用 `migration_entry_wait_on_locked` 进入阻塞状态,等待 `PG_locked` 标志清除[^1]。 2. **关键阻塞点** ```c wait_on_page_locked(page); // 核心阻塞函数[^1] ``` - 进程在等待队列中休眠,直到迁移完成释放锁。 - 若迁移操作延迟(如 I/O 慢、锁竞争),会导致长时间阻塞。 3. **常见触发场景** - **NUMA 平衡**:跨节点迁移页优化内存访问。 - **内存压缩**:为连续内存分配迁移碎片页。 - **热插拔内存**:离线节点前迁移数据[^3]。 --- #### **解决方案** 1. **优化迁移操作** - **减少迁移频率**:调整 NUMA 平衡策略,降低迁移触发阈值: ```bash # 查看/调整 NUMA 平衡参数 sysctl vm.numa_balancing=[0|1] ``` - **避免大页迁移**:大页迁移成本高,可通过 `madvise(MADV_NOHUGEPAGE)` 禁用透明大页[^4]。 2. **缓解锁竞争** - **缩短锁持有时间**:确保迁移流程中**尽早释放锁**(如 `i_pages` 锁)[^4],例如: ```c spin_lock(&mapping->i_pages_lock); // 加锁 /* 快速操作 radix tree */ spin_unlock(&mapping->i_pages_lock); // 立即解锁[^4] ``` - **异步迁移**:将迁移任务放入工作队列,避免阻塞关键路径[^3]。 3. **调试与诊断** - **跟踪阻塞调用栈**: ```bash echo 'wait_on_page_locked' > /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter echo function > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer cat /sys/kernel/debug/tracing/trace ``` - **监控迁移延迟**:使用 `perf` 统计迁移耗时: ```bash perf record -e migrate:mm_migrate_pages -ag ``` 4. **内核参数调优** - 限制迁移速率,避免集中迁移: ```bash sysctl vm.migration_cost=500000 # 默认 500us,增大可减少迁移频率 ``` - 禁用非必要迁移(测试环境): ```bash sysctl kernel.numa_balancing=0 ``` --- #### **典型修复案例** - **问题**:数据库进程因 NUMA 平衡频繁阻塞在 `migration_entry_wait_on_locked`。 - **解决**: 1. 调整 NUMA 策略:`numactl --interleave=all` 分散内存分配。 2. 禁用透明大页:`echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled`。 3. 优化后阻塞时间下降 **90%**。 --- ### 总结 `migration_entry_wait_on_locked` 阻塞本质是**内存页迁移未完成**的等待状态。通过优化迁移策略、减少锁竞争、调整内核参数可显著缓解。若问题持续,需结合 `ftrace` 或 `perf` 深入分析迁移瓶颈[^2]。
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