Documentation/translations/zh_CN/mm/numa.rst

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File Facts

System
Linux kernel
Corpus path
Documentation/translations/zh_CN/mm/numa.rst
Extension
.rst
Size
7888 bytes
Lines
102
Domain
Support Tooling And Documentation
Bucket
Documentation
Inferred role
Support Tooling And Documentation: documentation
Status
atlas-only

Why This File Exists

Repository support layer: documentation, build tooling, samples, user-space helper tools, generated initramfs support, licenses, and validation utilities.

Dependency Surface

Detected Declarations

Annotated Snippet

:Original: Documentation/mm/numa.rst

:翻译:

 司延腾 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn>

:校译:


始于1999年11月，作者： <kanoj@sgi.com>

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何为非统一内存访问(NUMA)？
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这个问题可以从几个视角来回答：硬件观点和Linux软件视角。

从硬件角度看，NUMA系统是一个由多个组件或装配组成的计算机平台，每个组件可能包含0个或更多的CPU、
本地内存和/或IO总线。为了简洁起见，并将这些物理组件/装配的硬件视角与软件抽象区分开来，我们在
本文中称这些组件/装配为“单元”。

每个“单元”都可以看作是系统的一个SMP[对称多处理器]子集——尽管独立的SMP系统所需的一些组件可能
不会在任何给定的单元上填充。NUMA系统的单元通过某种系统互连连接在一起——例如，交叉开关或点对点
链接是NUMA系统互连的常见类型。这两种类型的互连都可以聚合起来，以创建NUMA平台，其中的单元与其
他单元有多个距离。

对于Linux，感兴趣的NUMA平台主要是所谓的缓存相干NUMA--简称ccNUMA系统系统。在ccNUMA系统中，
所有的内存都是可见的，并且可以从连接到任何单元的任何CPU中访问，缓存一致性是由处理器缓存和/或
系统互连在硬件中处理。

内存访问时间和有效的内存带宽取决于包含CPU的单元或进行内存访问的IO总线距离包含目标内存的单元
有多远。例如，连接到同一单元的CPU对内存的访问将比访问其他远程单元的内存经历更快的访问时间和
更高的带宽。 NUMA平台可以在任何给定单元上访问多种远程距离的（其他）单元。

平台供应商建立NUMA系统并不只是为了让软件开发人员的生活变得有趣。相反，这种架构是提供可扩展
内存带宽的一种手段。然而，为了实现可扩展的内存带宽，系统和应用软件必须安排大部分的内存引用
[cache misses]到“本地”内存——同一单元的内存，如果有的话——或者到最近的有内存的单元。

这就自然而然有了Linux软件对NUMA系统的视角:

Linux将系统的硬件资源划分为多个软件抽象，称为“节点”。Linux将节点映射到硬件平台的物理单元
上，对一些架构的细节进行了抽象。与物理单元一样，软件节点可能包含0或更多的CPU、内存和/或IO
总线。同样，对“较近”节点的内存访问——映射到较近单元的节点——通常会比对较远单元的访问经历更快
的访问时间和更高的有效带宽。

对于一些架构，如x86，Linux将“隐藏”任何代表没有内存连接的物理单元的节点，并将连接到该单元
的任何CPU重新分配到代表有内存的单元的节点上。因此，在这些架构上，我们不能假设Linux将所有
的CPU与一个给定的节点相关联，会看到相同的本地内存访问时间和带宽。

此外，对于某些架构，同样以x86为例，Linux支持对额外节点的仿真。对于NUMA仿真，Linux会将现
有的节点或者非NUMA平台的系统内存分割成多个节点。每个模拟的节点将管理底层单元物理内存的一部
分。NUMA仿真对于在非NUMA平台上测试NUMA内核和应用功能是非常有用的，当与cpusets一起使用时，
可以作为一种内存资源管理机制。[见 Documentation/admin-guide/cgroup-v1/cpusets.rst]

对于每个有内存的节点，Linux构建了一个独立的内存管理子系统，有自己的空闲页列表、使用中页列表、
使用统计和锁来调解访问。此外，Linux为每个内存区[DMA、DMA32、NORMAL、HIGH_MEMORY、MOVABLE
中的一个或多个]构建了一个有序的“区列表”。zonelist指定了当一个选定的区/节点不能满足分配请求
时要访问的区/节点。当一个区没有可用的内存来满足请求时，这种情况被称为“overflow 溢出”或
“fallback 回退”。

由于一些节点包含多个包含不同类型内存的区，Linux必须决定是否对区列表进行排序，使分配回退到不同
节点上的相同区类型，或同一节点上的不同区类型。这是一个重要的考虑因素，因为有些区，如DMA或DMA32，
代表了相对稀缺的资源。Linux选择了一个默认的Node ordered zonelist。这意味着在使用按NUMA距
离排序的远程节点之前，它会尝试回退到同一节点的其他分区。

默认情况下，Linux会尝试从执行请求的CPU被分配到的节点中满足内存分配请求。具体来说，Linux将试
图从请求来源的节点的适当分区列表中的第一个节点进行分配。这被称为“本地分配”。如果“本地”节点不能
满足请求，内核将检查所选分区列表中其他节点的区域，寻找列表中第一个能满足请求的区域。

本地分配将倾向于保持对分配的内存的后续访问 “本地”的底层物理资源和系统互连——只要内核代表其分配

Annotation

Implementation Notes