银河麒麟服务器系统开启，关闭和设置透明大页（transparent_hugepage）

银河麒麟服务器系统开启，关闭，设置透明大页

• • • [一 基础环境信息](#一 基础环境信息)
    • • [1.1 系统版本](#1.1 系统版本)
      • [1.2 always，madvise，never参数解释](#1.2 always，madvise，never参数解释)
      • [1.3 meminfo中涉及透明页的参数解释](#1.3 meminfo中涉及透明页的参数解释)
      • [1.4 额外说明](#1.4 额外说明)
    • [二 关闭透明大页](#二 关闭透明大页)
    • • [2.1 查看透明大页设置](#2.1 查看透明大页设置)
      • [2.2 修改/etc/default/grub文件](#2.2 修改/etc/default/grub文件)
      • [2.3 重新生成grub.cfg](#2.3 重新生成grub.cfg)
      • [2.4 重启服务器使其生效](#2.4 重启服务器使其生效)
      • [2.5 验证](#2.5 验证)
    • [三 开启透明大页](#三 开启透明大页)
    • [四 配置透明大页](#四 配置透明大页)
    • • [3.1 临时配置](#3.1 临时配置)
      • [3.2 永久生效](#3.2 永久生效)
      • [3.3 查看配置情况](#3.3 查看配置情况)
      • • • （1）没添加之前的内存使用
          • （2）修改完毕之后的内存使用

前言：大页内存(HugePages)，有时也叫"大内存页"、"内存大页"、"标准大页"。操作系统以内存页为单位管理内存，内存页的大小对系统性能有影响。内存页设得太小，内存页会很多，管理内存页的数组会比较大，耗内存，同时TLB(Translation Lookaside Buffer，页表寄存缓冲器，可理解为页表缓冲)大小是固定的，导致TLB MISS增加。在不同的应用场合，内存页的大小的最优值是不同的。所以一般的系统都支持多种内存页的取值。

一 基础环境信息

1.1 系统版本

nkvers
############## Kylin Linux Version #################
Release:
Kylin Linux Advanced Server release V10 (Sword)

Kernel:
4.19.90-24.4.v2101.ky10.x86_64

Build:
Kylin Linux Advanced Server
release V10 (SP2) /(Sword)-x86_64-Build09/20210524
#################################################

1.2 always，madvise，never参数解释

always： 表示透明大页启用（一直处于启用状态并动态分配内存）
madvise：表示透明大页启用（需要时动态分配内存）
never：  表示透明大页禁用

always和madvise参数的区别：
	madvise表示在MADV_HUGEPAGE标志的VMA中使用THP。当应用程序需要大页时，它可以设置MADV_HUGEPAGE标志，然后内核将根据这个标志动态地分配和管理内存。这种分配方式可以提高应用程序的性能，并且可以避免一些内存管理问题。
	always表示透明大页一直处于启用状态，也就是说，内核将一直使用透明大页进行内存分配。这种方式与标准的内存分配方式不同，标准大页管理是预分配的方式，而透明大页管理则是动态分配的方式。
		
	madvise和always的主要区别在于内存分配方式上。madvise是当需要时动态分配内存，而always则是一直处于启用状态并动态分配内存。

1.3 meminfo中涉及透明页的参数解释

AnonHugePages： AnonHugePages的统计值并不包含所有的匿名页，只包含已经分配的透明大页。其他的匿名页统计在AnonPages中。
ShmemHugePages:用于共享内存或tmpfs的透明大页。
ShmemPmdMapped:用户态共享内存映射的透明大页。
FileHugePages: 与AnonHugePages对应,用户态透明大页中的文件页。
FilePmdMapped: 用户态文件页映射的透明大页。

HugePages_Total：系统中总的页数量。
HugePages_Free：当前可用的页数量。
HugePages_Rsvd：当前被保留（但未被使用）的页数量。
HugePages_Surp：系统中超出实际内存需求配置的页数量，通过nr_overcommit_hugepages设置。
Hugepagesize：单个页的大小（以字节为单位）。

1.4 额外说明

（1）配置了透明大页vm.nr_hugepages之后，这一部分内存会直接从系统里面划走。计算方法：Hugepagesize的值乘以HugePages_Total的值。
（2）在多NUMA环境下，vm.nr_hugepages设置的是每个NUMA节点可以使用的最大透明页数量。因此，每个NUMA结点都会分配这个数量的内存页。这些内存页会在处理器的内存中连续存放，形成一个大的内存页帧。
（3）银河麒麟V10-SP2系统中不同架构默认的页大小不一样，在配置的时候大家要注意下：X86架构默认的单个页大小为2MB，ARM默认的单个页大小为512MB，如果需要查询确认的话执行命令：cat /proc/meminfo | grep Hugepagesize

二 关闭透明大页

2.1 查看透明大页设置

cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
[always] madvise never

#默认是已启用透明大页 

2.2 修改/etc/default/grub文件

编辑/etc/default/grub文件，GRUB_CMDLINE_LINUX配置参数"transparent_hugepage=never"，下面是编辑完之后的文件内容：

cat /etc/default/grub 
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=/dev/mapper/klas-swap rd.lvm.lv=klas/root rd.lvm.lv=klas/swap rhgb quiet crashkernel=1024M,high transparent_hugepage=never"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"

2.3 重新生成grub.cfg

（1）UEFI传统的Legacy BIOS启动 grub引导文件路径不一致，先需要查看系统是UEFI启动还是传统的Legacy BIOS启动

[ -d /sys/firmware/efi ] && echo UEFI || echo BIOS
BIOS
#如果输出是UEFI则表示是UEFI启动
#如果输出是BIOS则表示是传统的Legacy BIOS启动

传统的Legacy BIOS启动文件路径：
/boot/grub2/grub.cfg

UEFI启动文件路径：
/boot/efi/EFI/kylin/grub.cfg

（2）根据查到的实际情况更新grub引导文件

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

2.4 重启服务器使其生效

reboot

2.5 验证

cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
always madvise [never]
上述输出中，如果中括号的值为never，说明已禁用透明大页

三 开启透明大页

将transparent_hugepage=never改为transparent_hugepage=always，按照2.2-2.5的步骤执行即可。

四 配置透明大页

3.1 临时配置

sysctl -w vm.nr_hugepages=100  #临时改变，重启失效

3.2 永久生效

编辑/etc/sysctl.conf文件，添加vm.nr_hugepages参数

vim /etc/sysctl.conf
添加如下参数：
vm.nr_hugepages=100
#设置页个数为100个，默认单个大小为2M

执行sysctl -p生效

3.3 查看配置情况

[root@localhost ~]# cat /proc/meminfo  | grep Huge
AnonHugePages:     20480 kB
ShmemHugePages:        0 kB
HugePages_Total:     100
HugePages_Free:      100
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB
Hugetlb:          204800 kB

可以看到配置已经成功了，页配置了100个，剩余100，单个页大小2MB。

配置了vm.nr_hugepages之后，这一部分内存会直接从系统里面划走。

Hugepagesize的值乘以HugePages_Total的值=2MB*100=200MB 相当于配置了200MB的透明页。

（1）没添加之前的内存使用

[root@localhost ~]# free -hg
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          1.9Gi       324Mi       1.3Gi        17Mi       339Mi       1.4Gi
Swap:         2.0Gi          0B       2.0Gi

（2）修改完毕之后的内存使用

[root@localhost ~]# vim /etc/sysctl.conf 
[root@localhost ~]# sysctl -p
kernel.sysrq = 0
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.accept_source_route = 0
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
net.ipv4.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.accept_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.secure_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.secure_redirects = 0
net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts = 1
net.ipv4.icmp_ignore_bogus_error_responses = 1
net.ipv4.conf.all.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
kernel.dmesg_restrict = 1
net.ipv6.conf.all.accept_redirects = 0
net.ipv6.conf.default.accept_redirects = 0
vm.nr_hugepages = 100
[root@localhost ~]# free -hg
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          1.9Gi       526Mi       1.1Gi        17Mi       343Mi       1.2Gi
Swap:         2.0Gi          0B       2.0Gi

##可以发现剩余内存里面直接少了200MB的内存