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在现代操作系统中，共享内存 被很普遍地应用。比如著名的“写时复制”（copy-on-write，COW）技术。

而本节介绍的KSM技术却与这种内存共享概念不同。

1、KSM概述

KSM是“Kernel SamePage Merging ”的缩写，中文可称为“内核同页合并 ”。

KSM允许内核在两个或多个进程（包括虚拟客户机）之间共享完全相同的内存页。KSM让内核扫描检查 正在运行中的程序 并比较它们的内存 ，如果发现它们有完全相同的内存区域或内存页 ，就将多个相同的内存合并为一个单一的内存页，并将其标识为“写时复制 ”。这样可以起到节省系统内存使用量的作用。之后，如果有进程试图去修改被标识为“写时复制”的合并内存页，就为该进程复制出一个新的内存页供其使用。

在QEMU/KVM中，一个虚拟客户机 就是一个QEMU进程 ，所以使用KSM也可以实现多个客户机之间 的相同内存合并 。而且，如果在同一宿主机 上的多个客户机 运行的是相同的操作系统 或应用程序 ，则客户机之间的相同内存页的数量就可能比较大，这种情况下KSM的作用就更加显著 。

在KVM环境下使用KSM，还允许KVM请求哪些相同的内存页是可以被共享而合并的 ，所以KSM只会识别 并合并那些不会干扰客户机运行 且不会影响宿主机或客户机运行的安全内存页 。

可见，在KVM虚拟化环境中，KSM能够提高内存的速度 和使用效率 。

具体可以从以下两个方面来理解。

1）在KSM 的帮助下，相同的内存页被合并 了，减少了客户机的内存使用量。

一方面，内存中的内容 更容易被保存到CPU的缓存 中，

另一方面，有更多的内存 可用于缓存一些磁盘中的数据 。

因此，不管是内存的缓存命中率（CPU缓存命中率 ），还是磁盘数据的缓存命中率 （在内存！！！中命中磁盘数据缓存 的命中率）都会提高，从而提高了KVM客户机中操作系统或应用程序的运行速度 。

2）正如在5.3.3节中提及的那样，KSM 是内存过载使用 的一种较好的方式 。

KSM通过减少每个客户机实际占用的内存数量 ，可以让多个客户机分配的内存数量之和大于物理上的内存数量。而对于使用相同内存量的客户机而言，在物理内存量不变的情况下，可以在一个宿主机中创建更多的客户机，提高了虚拟化客户机部署的密度，提高了物理资源的利用效率 。

KSM是在Linux内核2.6.32 中被加入内核主干代码中去的。目前多数流行的Linux发型版都已经将KSM的支持编译到内核 中了，其内核配置文件中有“CONFIG_KSM=y ”项。

Linux系统的内核进程ksmd 负责扫描后合并进程的相同内存页 ?，从而实现KSM功能。root用户可以通过“/sys/kernel/mm/ksm /”目录 下的文件来配置和监控ksmd这个守护进程 。

KSM只会 去扫描和试图合并那些应用程序建议！！！为可合并的内存页 ，应用程序 （如QEMU）通过如下的madvice系统调用 来告诉内核哪些页可合并 。

目前的QEMU都是支持KSM的，也可以通过查看其代码中对madvise函数的调用 情况来确定是否支持KSM。

QEMU中的关键函数简要分析如下：

/* 将地址标志为KSM可合并的系统调用*/?
/* int madvise(addr, length, MADV_MERGEABLE) */?
/* madvise系统调用的声明在 <sys/mman.h>中*/?
/* int　madvise(　void　*start,　size_t　length,　int　advice　);　*/?
?
/* qemu代码的exec.c文件中，开启内存可合并选项*/?
static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)?
{?
/*这里可以看到：通过qemu的-machine mem-merge=on|off参数可以对每个客户机开启或关闭KSM支持。?我们后面通过实例观察效果。*/?if (!machine_mem_merge(current_machine)) {?/* disabled by the user */?return 0;?}?
?return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);?
}?
?
/* qemu代码的osdep.c文件中对qemu_madvise()函数的定义*/?
int qemu_madvise(void *addr, size_t len, int advice)?
{?if (advice == QEMU_MADV_INVALID) {?errno = EINVAL;?return -1;?}?
#if defined(CONFIG_MADVISE)?return madvise(addr, len, advice);?
#elif defined(CONFIG_POSIX_MADVISE)?return posix_madvise(addr, len, advice);?
#else?errno = EINVAL;?return -1;?
#endif?
}?
?
/*在osdep.h中看到，只有QEMU configure了CONFIG-MADVISE（检查你的config-host.mak）并且你?
的宿主机系统支持MADV_MERGEABLE标准POSIX系统调用，QEMU才可以支持KSM；否则，QEMU就不会去调用POSIX接口来做KSM*/?
#if defined(CONFIG_MADVISE)?
?
...?
#ifdef MADV_MERGEABLE?
#define QEMU_MADV_MERGEABLE MADV_MERGEABLE?
#else?
#define QEMU_MADV_MERGEABLE QEMU_MADV_INVALID?
#endif