Курсовая работа: Разработка и реализация модуля ядра Linux для эффективного выделения памяти под объекты малого размера

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................................................ 3

Постановка задачи............................................................................................................................ 5

Обзор литературы............................................................................................................................. 6

Глава 1. Особенности управления памятью в Linux...................................................................... 7

1.1 Пространство ядра и пространство пользователя............................................................. 7

1.2 Виртуальная память............................................................................................................... 7

1.3 Kmalloc..................................................................................................................................... 8

1.4 Заготовленные кэши............................................................................................................... 8

1.4 Распределитель страниц....................................................................................................... 9

1.5 Вывод....................................................................................................................................... 9

Глава 2. Zpool API........................................................................................................................... 10

2.1 Zbud........................................................................................................................................ 10

2.2 Z3fold...................................................................................................................................... 12

2.3 Zsmalloc................................................................................................................................. 13

2.4 Вывод..................................................................................................................................... 14

Глава 3. Ztree................................................................................................................................... 15

3.1 Идеи для повышения производительности аллокаторов................................................ 15

3.2 Организация блоков и деревьев......................................................................................... 15

3.3 Приемы оптимизации........................................................................................................... 16

3.4 Отображение идентификаторов......................................................................................... 17

3.5 Вывод..................................................................................................................................... 17

Глава 4. Инструменты тестирования............................................................................................ 18

4.1 Zswap..................................................................................................................................... 18

4.2 Zram....................................................................................................................................... 18

4.3 Qemu...................................................................................................................................... 19

4.4 Fio........................................................................................................................................... 20

4.5 Ktime....................................................................................................................................... 20

4.6 Вывод..................................................................................................................................... 21

Глава 5. Сравнительное тестирование........................................................................................ 22

5.1 Среднее время zpool операций.......................................................................................... 22

5.2 Худшее время zpool операций............................................................................................ 24

5.3 Частота превышения порогов zpool операциями............................................................. 25

Выводы............................................................................................................................................. 27

Заключение...................................................................................................................................... 28

Список литературы......................................................................................................................... 29

Приложения..................................................................................................................................... 31
























2

Введение

Распространение вычислительной техники в различных сферах человеческой деятельности сопровождается развитием операционных систем. Разнообразие вычислительных устройств порождает множество типов ОС: мобильные, распределенные, реального времени, для суперкомпьютеров, для встроенных систем и другие. Стоит отметить, что это деление весьма условно

— одна и та же ОС может быть отнесена к нескольким разным типам, между которыми отсутствуют четкие границы.
общем случае современные ОС состоят из трех основных компонент: ядро, системные библиотеки, оболочка и прикладные программы. Ядро является центральной частью операционной системы, управляет ее ресурсами и процессами. Многие, на первые взгляд, совершенно различные операционные системы, такие как Android для смартфонов и Red Hat Enterprise Linux, используемый в основном на серверах, работают на одном