zram vs zcache终极指南:何时使用哪一个

Question

1. 他们到底是什么？它们有什么不同(我在下面的答案中写了我的理解)
2. 在Zswap系统中，当页面从zswap中被解压缩到实际交换区时，它是否存储在压缩后的交换区中？(或者它是在存储前解压的？，AFAICT仍然是压缩的，但我不能肯定)
3. zcache的当前状态是什么？很明显是被移走了或者是在3.11里。这是什么意思？(http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/commit/?id=96256460487387d28b8398033928e06eb9e428f7)

Answer 1

对于2.，zswap似乎确实可以解压回传中的页面，从而确认@Cbhihe的评论。

mm/zswap.c，第828行：

/*
 * Attempts to free an entry by adding a page to the swap cache,
 * decompressing the entry data into the page, and issuing a
 * bio write to write the page back to the swap device.
 * ...
 */
static int zswap_writeback_entry(struct zpool *pool, unsigned long handle)
{
    ...
    
    case ZSWAP_SWAPCACHE_NEW: /* page is locked */
        /* decompress */
        ...
        
        ret = crypto_comp_decompress(tfm, src, entry->length,
                         dst, &dlen);
        ...
        kunmap_atomic(dst);    


$ git show
commit 1573d2caf713874cfe0d1336c823d0fb548d8bed
Merge: 4cdf8db 0a86248
Author: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Date:   Tue Oct 11 23:59:07 2016 -0700

因此，在将压缩后的内存缓存写回磁盘之前很可能会忘记的情况下，zswap是有用的。它并不适用于大的、长寿命的堆，最终需要由实际的交换设备来支持。

Answer 2

这三个系统有很多东西，但它们之间没有一个简单的比较，更不用说很好地解释它们。我想弄明白，但我的头爆炸了。然后我以为我拿到了，于是我试着把它写下来，然后我的头又爆炸了。(参见实现摘要)我认为在这里发布这篇文章会很有用，因为有许多stackexchange问题询问它们之间的两两比较。

关于在什么情况下使用的摘要：

1. 如果在HDD/SSD上没有交换设备，则使用ZRAM。
2. 如果您在HDD/SSD上有一个交换设备，ZSWAP。
3. ZCACHE:它执行ZSWAP所做的工作，并压缩和加速文件系统页缓存。(它在内部要复杂得多，而且由于它还在开发中，所以不在主线内核中)。

实现摘要：

1. ZRAM是一种基于压缩RAM的块设备(可用于交换)
2. 如果已经有了交换，则ZSWAP是一个压缩缓存。
3. ZCache是一种特殊类型的虚拟内存(超验内存)的后端，可用于缓存文件系统页或交换数据。

详细信息：

• ZRAM:在RAM中制作一个块设备。当写入一个块时，该块将被压缩。当用作交换设备时，zram比其他交换设备具有更高的优先级:交换的页面优先发送到zram设备，直到它满了为止，只有这样才会使用任何其他交换设备。
  • 优点:独立于其他(物理)交换设备。当没有交换分区来扩展可用内存时，可以使用它。
  • 缺点:如果存在其他交换设备(HDD/SSD)，则不会以最佳方式使用。由于zram设备是一个独立的交换设备，一旦它满了，任何需要交换的新页面都会直接发送到下一个交换设备，因此：。
    1. LRU (最近使用最少的)反转的可能性很大:它将是最近交换到缓慢磁盘的数据，而很久以前被替换掉的非活动页将保留在快速ZRAM中。
    2. 发送到磁盘并从磁盘读取的数据将在未压缩的情况下消耗大量带宽。

- **Status:** Merged into the mainline kernel 3.14. Once enabled on a system, it requires some userspace configuration to set up the swap devices and use them.

• ZSWAP：frontswap系统挂钩尝试交换页面，并将zswap用作HDD/SSD交换设备的写回缓存：尝试压缩页面，如果它包含不可压缩的数据，则直接写入磁盘。如果数据被压缩，则将其存储在zswap内存池中。如果内存中的总压缩页超过一定大小时，内存中的页被交换出内存，则将最近使用最少的(LRU)压缩页写入磁盘，因为不太可能很快需要它。
  • 优点:非常有效地使用RAM和基于磁盘的交换。通过减少所需的写入和读取次数(数据被压缩并保存在RAM中)和减少这些I/O操作的带宽，从而使磁盘I/O最小化，因为数据是以压缩形式存在的。
  • 限制:它是基于磁盘的交换系统的增强，因此依赖于硬盘上的交换分区。
  • 状态:合并到3.11主线linux内核中。

• ZCache:它是超越式内存系统的后端。超验内存提供了一个类似RAM的内存，只能通过put和get调用一次访问一个页面。这与普通内存不同，普通内存一次可以访问一个字节。frontswap和cleancache系统钩子分别尝试交换和回收文件系统页面缓存，并将它们发送到超越性内存后端。当zcache用作后端时，数据被压缩并存储在RAM中。当它被填满时，压缩的页面将被逐出到交换区中。(另一个后端是RAMster，它在联网的计算机上共享一个内存池)。只使用frontswap前端和zcache后端，就像使用zswap一样。(实际上zswap是zcache的一个简化子集)
  • 优点为交换和文件系统缓存提供压缩缓存。
  • 状态:由于它非常复杂，并且正在进行中，它仍然没有被主流化。

我找到的最好的资源是：

• 简单地说是超越记忆
• [修补程序0/8] zswap:压缩交换缓存
• 内核内存压缩
• LSFMM:内核内存压缩
• Z交换压缩交换缓存