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cgroup 内存控制机制与实现详解

cgroup 内存控制机制与实现详解

源码路径：rk3588/kernel-6.1/mm/memcontrol.c、vmpressure.c、mempolicy.c、page_counter.c、swap_cgroup.c
内核版本：Linux 6.1（RK3588）
文档目录：linuxDoc/mm/

目录

一、原理

1.1 cgroup v2 内存控制器

memcg 将进程的 RSS、cache、swap、kernel 内存 计入对应 cgroup，支持：

  • limit：硬上限，超限触发 reclaim 或 OOM
  • high/max：分层压力与上限
  • 统计：memory.current、memory.stat
  • 继承：子 cgroup 受父级约束

1.2 与全局 MM 的关系

分配页时若设置了 __GFP_ACCOUNT，在 __alloc_pages 返回后调用 __memcg_kmem_charge_page；匿名 fault、cache charge 亦挂钩。

回收时 scan_control 可带 target memcg，优先回收该组页。

1.3 NUMA policy（可选）

mempolicy.c：mbind、set_mempolicy、MPOL_BIND/INTERLEAVE 等，约束分配 node（RK3588 UMA 场景较少用）。

1.4 vmpressure

vmpressure.c 监测 cgroup 或全局的 回收效率，上报 low/medium/critical，供用户态 lmkd 等决策。

二、实现方式

2.1 核心结构 memcontrol.c

组件 说明
struct mem_cgroup 计数器、层级、OOM 状态
page_counter 可层次化的字节计数（page_counter.c）
mem_cgroup_charge 页/account 到 memcg
try_charge 分配前检查是否超限
mem_cgroup_reclaim 组内 direct reclaim

2.2 charge 路径

  1. mem_cgroup_charge / mem_cgroup_charge_skmem
  2. 超限 → drain_all_stock / reclaim → 仍失败 → memcg OOM
  3. cancel_charge 在释放时回退

2.3 kmem accounting

memcg_kmem_enabled() 时 slab 对象可计入 memory.kmem（__memcg_kmem_charge_page 在 __alloc_pages 尾路径）。

2.4 OOM

mem_cgroup_out_of_memory → out_of_memory 且 is_memcg_oom，仅杀该 cgroup 内进程（见 08 文档）。

2.5 swap_cgroup.c

swap 页计入 memory.swap，与 limit 协同。

2.6 list_lru 与 memcg

list_lru.c 提供 per-memcg LRU（inode、dentry 等），文件缓存可按组回收。

2.7 memory-tiers.c（NUMA）

若 CONFIG_NUMA，内存分层与 tier 统计；RK3588 单 node 通常不启用热路径。

三、关键数据结构与接口

接口 说明
mem_cgroup_charge 页 charge
get_mem_cgroup_from_mm 从 mm 取 memcg
cgroup_file memory.max/current cgroupfs
mem_cgroup_try_charge 预检查

cgroup v2 挂载：/sys/fs/cgroup（unified hierarchy）。

四、RK3588 平台说明

  • Android：应用 cgroup 由 lmkd/init 配置，memory.min/low/high 影响杀进程策略。
  • 编码服务：可为客户端进程设 memory.max，防止单路拉垮整机。
  • PSI + vmpressure：与 07 文档 PSI 结合，做自适应限流。

五、调试与观测

路径 内容
memory.current 当前用量
memory.stat anon/file/kernel 分项
memory.events oom、max 等事件
memory.pressure pressure 接口（若启用）

附录：源码索引

主题 文件
memcg 核心 memcontrol.c
page_counter page_counter.c
vmpressure vmpressure.c
mempolicy mempolicy.c

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