CMD

此论文是VEE’14上的一篇文章，今天特意总结一下，希望对读者会有所帮助。

相关资料

问题

KSM需要对每个候选页在两个全局树中进行扫描，由于绝大多数页面都具有不同的内容，因此会导致大量无效的页面比较，从而导致沉重的开销。

介绍

Futile Comparison指候选页在稳定树和不稳定树中未找到内容相同的页面。
本文的贡献点：

  • 我们详细分析了KSM，发现页面内容的比较贡献了整个KSM运行时间的一部分（约44％），其中Futile Comparison贡献了大部分页面比较开销（约83％）。
  • 为了减少Futile Comparison的开销，同时有效地检测页面共享机会，我们提出了基于分类的轻量级内存重删方法CMD(Classification-based Memory Deduplication)。 在CMD中，根据页面访问特征将页面分组到不同的分类中，大型全局比较树分为多个小树，每个页分类中都有专门的本地比较树。页面比较只是在相同的分类中执行，不同分类的页面从不被比较（因为它们可能导致Futile Comparison）。
  • 我们在真实系统中实现了CMD。 实验结果表明：与KSM相比，CMD可有效检测页面共享机会（超过98％），同时减少页面比较（约68.5％），Futile Comparison的比率也平均降低 了约12.15％。

设计

概要

页面分类需要满足以下两个条件：

  1. 相同内容概率较高的页面应分为相同的分类
  2. 页面分类方法需要平衡，这意味着每个页面分类中的页面节点数量应该几乎相同

page access 监视器

利用HMTT来更细粒度地检测页面的访问特征。

页分类

  • CMD Address:页面按其物理地址进行静态分类
  • CMD PageCount:内存访问监视器在每个扫描周期期间捕获每个页面的写入次数，并且页面按照其写入次数简单地分区。
  • CMD Subpage Distribution:每个页面被分成多个子页面（例如4个1KB子页面），并且内存访问监视器维护所有子页面的写访问特性。 具有相同子页面访问分布的页面被分组到相同的分类中。

结论

根据页面的访问特征，CMD将原先KSM的全局树分为几个独立的子树，这样节省了页面内容比较开销与Futile Comparison比率，同时保证了与KSM相近的重删效果。