在回收之前写入缓存页面答案

【问题标题】：Write a cached page before it is reclaimed在回收之前写入缓存页面
【发布时间】：2013-09-25 06:41:38
【问题描述】：

每个人。我被以下问题困住了。

我正在开发一个混合存储系统，它使用 ssd 作为硬盘的缓存层。为此，应将从硬盘读取的数据写入ssd，以促进后续对该数据的读取。由于 Linux 将从磁盘读取的数据缓存在页面缓存中，因此可以延迟向 ssd 写入数据；但是，缓存数据的页面可能会被释放，不建议访问已释放的页面。这是问题：我有“struct page”指针指向要写入ssd的页面。有没有办法确定指针所代表的页面是否有效（通过有效我的意思是缓存的页面可以安全地写入ssd？如果通过指针访问释放的页面会发生什么？数据是释放的页面和释放前一样吗？

【问题讨论】：

标签： linux caching memory-management kernel

【解决方案1】：

你在使用 cleancache 模块吗？您应该只从中获取有效页面，并且在您的回调函数完成之前它应该保持有效。

【讨论】：

【解决方案2】：

这不是对 cleancache/frontswap 的重新实现吗？ (https://www.kernel.org/doc/Documentation/vm/cleancache.txt)。

现有 cleancache 代码的好处是它仅在释放页面之前调用您的代码，因此在页面驻留在 RAM 之前，并且当 RAM 中没有空间留给它时，内核调用您的代码来支持它在 tmem（瞬态内存）中。

搜索我还发现了一个似乎正是这样做的现有项目：http://bcache.evilpiepirate.org/:

Bcache 是 Linux 内核块层缓存。它允许一个或多个快速磁盘驱动器，例如基于闪存的固态驱动器 (SSD)，用作缓存一个或多个较慢的硬盘驱动器。

Linux 内核的 Bcache 补丁允许使用 SSD 进行缓存其他块设备。它类似于 ZFS 的 L2Arc，但 Bcache 也做回写缓存（除了通过缓存写），它是文件系统不可知。它的设计是用最少的努力，并且无需在任何设置上进行配置即可正常工作。经过默认不缓存顺序 IO，只缓存随机读写 SSD擅长的。它适用于台式机、服务器、高端存储阵列，甚至可能是嵌入式的。

【讨论】：

非常感谢您的回复。事实上，我的实现是基于 flashcache 的，它的目的与 Bcache 相似。以下是我的问题的更具体表达：
对于每个干净页面的写入，都有对应的BIO结构。但是，我想通过在队列中挂起来延迟 BIO 的提交。我的问题是： 1）当 BIO 在队列中时，页面可以被修改并因此变脏吗？ 2）写回是只将页面的修改部分写入磁盘，还是整个页面？ 3）如果页面在队列中是干净的，那么页面是否可以被释放？ @lsk

【解决方案3】：

您要达到的目标如下所示：

在从页面缓存中逐出页面之前，您需要对其进行缓存。这在概念上称为受害者缓存。你可以寻找这方面的论文。
您需要一种在 IO 期间“固定”目标页面的方法。发布 IO，可以释放 pagecache 页面。
但是，这会延迟驱逐，在内存压力期间可能需要驱逐以创建更多未缓存的页面。
因此，一种可能的解决方案是在页面缓存逐出开始之前启动缓存算法。
第二种可能的解决方案是留出一堆空闲页面，并将从页面缓存中逐出的页面与空闲池中的页面交换，并在后台缓存被逐出的页面。但是，您现在需要与文件块删除等同步

【讨论】：