透明大页mapcount和refcount

之前我们在mapcount中研究过Folio的mapcount变化情况，但是当时我们并没有具体的例子。

现在我们结合thp的分配/拆分/合并，来展开看看mapcount在这些过程中是如何变化的。

与此同时，folio中的refcount和mapcount还有一定的关系。比如在folio_expected_ref_count()中，其中就考虑到了两者的关系。

static inline int folio_expected_ref_count(const struct folio *folio)
{
	const int order = folio_order(folio);
	int ref_count = 0;

	...

	/* One reference per page table mapping. */
	return ref_count + folio_mapcount(folio);
}

我们只看最后一行的注释，这说明只要folio在页表中被映射一条，那就会拿到一个refcount。

所以事实是不是如此呢？

THP 分配

    do_huge_pmd_anonymous_page -> __do_huge_pmd_anonymous_page
        vma_alloc_anon_folio_pmd() -> vma_alloc_folio()
            folio_alloc_noprof() -> __folio_alloc_noprof()
                set_page_refcounted(page)                                // refcount = 1
        map_anon_folio_pmd_pf() -> map_anon_folio_pmd_nopf()
            folio_add_new_anon_rmap(folio, vma, addr, RMAP_EXCLUSIVE)

设置后的结果：

_entire_mapcount: 1
_large_mapcount:  1
_nr_pages_mapped: ENTIRELY_MAPPED

_refcount:        1

此时我们可以看到 _refcount == _large_mapcount，这个是符合预期的。

mTHP 分配

    do_anonymous_page
        alloc_anon_folio() -> vma_alloc_folio()
            folio_alloc_noprof() -> __folio_alloc_noprof()
                set_page_refcounted(page)                                // refcount = 1
        folio_ref_add(folio, nr_pages - 1)
        folio_add_new_anon_rmap(folio, vma, addr, RMAP_EXCLUSIVE)

设置后的结果：

_mapcount:        1
_large_mapcount:  nr_pages
_nr_pages_mapped: nr_pages

_refcount:        nr_pages

一开始我有个疑问，为什么这种情况下_large_mapcount还要加nr_pages，直接加1不好么？

后来想想是有道理的。

• 从语义上讲，一个_large_mapcount计数代表了有多少个PTE/PMD映射了这个folio

• 从代码上看，其中要求一个mapcount对应一个refcount

所以这个时候也是符合预期的， _refcount == _large_mapcount。

THP 拆分

在THP split中，我们学习了一下大页拆分的过程。

其中涉及到mapcount的有两个地方：

• unmap_folio()

• remap_page()

按照目前的理解，unmap_folio()执行后，folio中mapcount有关的计数应当都清零了。

unmap_folio

这个执行的流程在：

    try_to_migrate_one
        split_huge_pmd_locked
            folio_remove_rmap_pmd
                __folio_remove_rmap(, PGTABLE_LEVEL_PMD)

设置的变动如下： (-1表示原值-1)

_entire_mapcount: -1
_large_mapcount:  -1
_nr_pages_mapped: -ENTIRELY_MAPPED

这么看，这样正好和之前分配大页时的操作对应。把分配时设置的mapcount都清除了。

remap_folio

这个执行的流程在：

    remove_migration_pte
        folio_add_anon_rmap_pte
            __folio_add_anon_rmap(, PGTABLE_LEVEL_PTE)

这时候就按照单独的folio来计数了。

THP 合并