Linux mm 2026-04-06 最新 Feature 分析报告

核心是引入一个 struct slab_obj_iter 迭代器（定义在 mm/slab.h），用统一的 next_slab_obj() 既能按线性顺序也能按预生成随机序列返回下一个空闲对象，且把 RANDOM 相关状态（freelist_count、page_limit、random 标志、随机 pos 初值）全部内聚在 #ifdef 里。然后拆分 slab 分配两步：

1. allocate_slab() 只分配并初始化 slab 元数据，把 slab->freelist = NULL，不再调用 shuffle_freelist() 或线性 freelist 构建循环；
2. 新加 build_slab_freelist()，只对 slab->objects - slab->inuse 个剩余对象构建 freelist；
3. 原 new_slab() 保留旧行为——先 allocate_slab()，再 init_slab_obj_iter() + build_slab_freelist()，对非 bulk 调用完全透明；
4. refill_objects() 改为直接调 allocate_slab()（裸 slab），交给 alloc_from_new_slab() 通过迭代器直接吐对象给调用方 p[] 数组，slab->inuse 一步置为 target_inuse = needs_add_partial ? count : slab->objects，最后仅在 slab 仍需进 partial 列表时才对剩余对象 build_slab_freelist()。顺手把 setup_object() 标成 inline，并删除旧的 next_freelist_entry() / shuffle_freelist()。

收益

作者提供了 slub_bulk_bench 详尽数据（qemu-kvm x86，Linux 7.0.0-rc6-next-20260330，8 CPU/1GB，每次 20 轮共 256MB）：

**CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM=n**：per-object 时间下降 41%–70%，例如

• obj=16 B, batch=256：4.62 → 2.72 ns/object（-41.1%）
• obj=128 B, batch=32：17.91 → 5.73 ns/object（-68.0%）
• obj=256 B, batch=32：21.03 → 6.22 ns/object（-70.4%）

**CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM=y**：per-object 时间下降 59%–71%，例如

• obj=16 B, batch=256：8.37 → 3.38 ns/object（-59.6%）
• obj=256 B, batch=32：26.27 → 7.54 ns/object（-71.3%）
• obj=512 B, batch=32：26.69 → 7.73 ns/object（-71.0%）

4. selftests/mm: make MM selftests more CI friendly

系列：[PATCH 00/53] selftests/mm: make MM selftests more CI friendly作者： Mike Rapoport (Microsoft)版本： v1（53 patches）

背景

tools/testing/selftests/mm/run_vmtests.sh 长期以来承担着 HugeTLB 环境准备的重任：在脚本启动阶段读取 /proc/meminfo 计算 Hugepagesize 与 HugePages_Free，然后写 /proc/sys/vm/nr_hugepages，并在 uffd-stress、hugetlb-shm、hugetlb_fault_after_madv、uffd-wp-mremap、hugetlb-soft-offline 等 case 之间反复调整页数、SHM 上限、soft_offline 开关。这种"壳脚本包办环境"的模式导致脚本本身臃肿（本系列净删约 170 行），又与 kselftest TAP 框架格格不入：很多 HugeTLB/THP 用例还是裸 main()，没有 ksft_print_header()/ksft_test_result_*，CI 系统难以稳定解析、难以独立跑单个 case。此外旧有一些"老问题"：hugetlb-read-hwpoison 访问被投毒内存会直接被 SIGBUS 干掉；khugepaged 的 collapse_single_pte_entry_compound 对 tmpfs 直接 skip（注释说"MADV_DONTNEED 不能驱逐 tmpfs 页"，但实际可以用 MADV_REMOVE）；migration 测试硬编码 2MB huge page。

解决的问题

• run_vmtests.sh 承担过多 HugeTLB 环境探测/配置/还原逻辑，难维护且在不同机器上易失败；
• 多个 hugetlb/THP/ksm/uffd/pkey/va_high_addr_switch 用例未接入 kselftest 框架，TAP 输出缺失；
• hugetlb-read-hwpoison 无 SIGBUS handler 导致测试提前终止；
• khugepaged 的 collapse_single_pte_entry_compound 对 shmem 完全被 skip；
• migration 假设 hugepage=2MB 在 arm64/ppc 等平台不成立；
• uffd-wp-mremap 要求每种 size 都至少一页，脚本里一堆 for f in /sys/.../nr_hugepages 的循环；
• HugeTLB page size 检测和 nr_hugepages 设置散落各处，没有复用。

如何做

系列分五段：1) Patch 1–4 是小修（SIGBUS handler、tmpfs 用 MADV_REMOVE 打开 shmem collapse、migration 动态获取 huge size、THP/KSM 不再依赖 HAVE_HUGEPAGES）；2) Patch 5–6 合并 map_hugetlb 到 hugepage-mmap 并把 hugepage-* 系列重命名为 hugetlb-*，统一命名；3) Patch 7–19 把 hugetlb-shm/vmemmap/madvise/madv_vs_map/read-hwpoison、khugepaged、ksm_tests、protection_keys、uffd-stress、uffd-unit-tests、va_high_addr_switch 全部切到 kselftest 框架；4) Patch 20–28 把 thp_settings.[ch] 重命名为 hugepage_settings.[ch]，合并 HugeTLB helper，新增 detect_hugetlb_page_size()（unsigned long）、get/set nr_hugepages、hugetlb_save/restore，并通过 atexit()+signal handler 保证失败路径也能恢复；read_file/read_num/write_num 下沉到 vm_util，新增 SHM 上限 save/restore helper；5) Patch 29–51 给各个具体用例（cow、gup_longterm、gup_test、hmm-tests、hugepage_dio、hugetlb_fault_after_madv、hugetlb-mmap/mremap/soft-online/vmemmap、migration、pagemap_ioctl、protection_keys、thuge-gen、uffd-stress、uffd-unit-tests、uffd-wp-mremap、va_high_addr_switch 等）加入库化的 HugeTLB 准备/清理；6) Patch 52–53 最终删光 run_vmtests.sh 里所有 HugeTLB 探测和 nr_hugepages 调整逻辑，新增"空闲内存过低时自动 drop_caches"的兜底。

收益

作者未提供 benchmark 数据，但从代码变化可推断：run_vmtests.sh 减少约 170 行 shell，不再有"两次尝试写 nr_hugepages"这类启发式；所有 HugeTLB 用例自描述所需 hugepage 数量并通过 atexit() 自恢复，CI 可以独立跑单个 case 而不依赖外层脚本；覆盖率提高（khugepaged shmem 变体从 skip 转为实跑，hugetlb-read-hwpoison 不再被 SIGBUS 截断）；TAP 输出覆盖面显著扩大（khugepaged/ksm_tests/protection_keys/uffd-* 等 9+ 个大型测试首次成为标准 kselftest）。

5. mm/damon/core: avoid time-quota permanently disabling scheme

系列：[RFC PATCH] mm/damon/core: avoid time-quota permanently disabling scheme作者： SeongJae Park版本： RFC（1 patch，附 Fixes + Cc stable 5.16+）

背景

DAMOS 的时间配额（quota->ms）机制把"每个 charge 窗口内最多花多少 CPU 时间"换算成一个"有效 size 配额 (esz)"：esz = throughput * quota->ms，其中 throughput = total_charged_sz / total_charged_ns。DAMON 以 region 为单位施加 action，而 region 操作有下限 damon_ctx->min_region_sz——若 esz < min_region_sz，damos_apply_scheme() 会直接跳过该 region 的 action。

解决的问题

当 scheme 吞吐极低（大 region 但 action 很慢，例如页迁移被 throttled），throughput * quota->ms 计算出的 esz 会小于 min_region_sz，于是 action 被跳过；action 被跳过意味着 total_charged_sz 与 total_charged_ns 都不会增长；下一个 charge 窗口开启时 damos_set_effective_quota() 再次用不变的 throughput 重新计算 esz，仍然小于 min_region_sz——scheme 进入一个自锁死循环，无任何进展。由于 esz 只能被向下修正（quota goals、sz quota 都只能收紧），DAMOS quota goals 也救不回来。用户只能手动在线改 quota->ms 或重装 scheme；且 DAMON 目前缺乏观测手段让用户意识到这种"悄悄停摆"。

如何做

在 damos_set_effective_quota() 中把 damon_ctx 作为额外参数传入，计算完 esz = min(throughput * quota->ms, esz) 之后追加一行 esz = max(ctx->min_region_sz, esz);——保证时间配额计算出的 esz 下限至少为 min_region_sz，从而至少有一个 region 的 action 会被实际执行，进而产生新的 total_charged_sz/ns 样本，后续 charge 窗口可以正常地重新估算 throughput。同步更新了两处调用者（首个 charge 窗口和新窗口开启时）。

收益

修复"DAMOS scheme 被时间配额永久悄悄禁用"这一退化场景；避免需要用户介入的在线 mitigation；无性能数据（属于 correctness fix）。

6. mm/damon: add node_eligible_mem_bp / node_ineligible_mem_bp goal metrics

系列：[PATCH v6 0/1] mm/damon: add node_eligible_mem_bp and node_ineligible_mem_bp goal metrics作者： Ravi Jonnalagadda版本： v6（1 patch）

背景

异构内存（DRAM + CXL）系统下，管理员希望按"访问热度"把热页按比例分布在不同 tier 上，例如"70% 热数据在 DRAM、30% 在 CXL"。DAMOS 现有的 quota goal metrics（NODE_MEM_USED_BP、NODE_MEM_FREE_BP、NODE_MEMCG_*、ACTIVE/INACTIVE_MEM_BP 等）描述的是节点或 cgroup 的整体内存占用比率，无法表达"符合当前 scheme 过滤条件（migrate_hot 等）的内存在某节点占总符合条件内存的比例"。因此目前无法用纯 DAMON 自动维持热数据跨 tier 的目标分布。

解决的问题

• 缺少"scheme-eligible 内存跨 NUMA 节点分布"的反馈信号；
• 无法构建 push/pull 双向 migrate_hot scheme 的闭环：PUSH (DRAM→CXL) 与 PULL (CXL→DRAM) 需要互补指标才能稳定收敛到目标比例；
• 管理员只能用静态阈值或外部控制器代替闭环。

如何做

新增两个枚举值 DAMOS_QUOTA_NODE_ELIGIBLE_MEM_BP、DAMOS_QUOTA_NODE_INELIGIBLE_MEM_BP（include/linux/damon.h），定义为：

• eligible_bp = scheme_eligible_bytes_on_node / total_scheme_eligible_bytes * 10000
• ineligible_bp = 10000 − eligible_bp

核心是在 mm/damon/core.c 新增 damos_calc_eligible_bytes()：遍历 scheme 的 targets 和 regions，对每个通过 __damos_valid_target() 的 region 按 addr_unit 换算到物理地址后，用 damon_get_folio(PHYS_PFN(addr)) 取 folio，累加 folio_size 到 total_eligible，若 folio_nid(folio) == nid 则累加到 node_eligible；对跨 region 边界的 folio 做 min(folio_sz, end_addr − addr) 裁剪；未拿到 folio 时按 PAGE_SIZE 步进。因依赖 damon_get_folio()，整块逻辑用 #ifdef CONFIG_DAMON_PADDR 保护，non-PADDR 和 non-NUMA 都提供返回 0 的桩。配套地，damos_set_quota_goal_current_value()、damos_quota_score()、damos_goal_tune_esz_bp_consist/temporal()、damos_set_effective_quota() 全部从"只拿 damos_quota*"改成"拿 damon_ctx* 和 damos*"，以便把上下文透传给 eligible 计算。sysfs 侧 mm/damon/sysfs-schemes.c 追加两个 metric 名字 node_eligible_mem_bp、node_ineligible_mem_bp，并在 damos_sysfs_add_quota_score() 里像 NODE_MEM_FREE_BP 一样接收 nid。

收益

作者提供功能性测试而非硬 benchmark：两节点 DRAM+CXL 平台上用 PUSH(nid=0, target ineligible=3000) + PULL(nid=0, target eligible=7000) 组合 migrate_hot scheme，配合 damon/next 的 TEMPORAL goal tuner 能快速收敛到 7:3 热内存比例；CONSIST tuner 也能收敛但更慢（靠配额反馈震荡自调）。这将原本需要外部控制器的分层迁移变为 DAMON 内部闭环；管理员只需声明期望比例，scheme 自己通过 quota goal 调整 esz 达成目标。

总结

新机制 / 新接口

性能优化

Bug Fix

内部优化 / 清理