KSM

把我的毕业论文放上来，直接从word复制，所以图片会丢失。 在这里可以下载原稿 www.ykyi.net/upload/Research_and_Implementation_of_Memory_Deduplication_in_the_Linux_Desktop_Environment.pdf 中山大学硕士学位论文 Linux桌面环境下内存去重技术的. based on KSM 研究与实现 Research and Implementation of Memory Deduplication in The Linux Desktop Environment 学位申请人： <td style="width:160px;"> <p> 周霄 </p> </td> 导师姓名及职称： <td style="width:160px;"> <p> 王常吉副教授 </p> </td>         论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。   学位论文作者签名： 日期： 年  月  日       学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文；可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。 保密论文保密期满后，适用本声明。   学位论文作者签名：                       导师签名： 日期：  年  月  日                       日期：  年  月  日         论文题目： Linux桌面环境下内存去重技术的研究与实现 专业：软件工程  硕士生：周霄 指导教师：王常吉  摘  要 内存管理是操作系统中至关重要的部分。优秀的操作系统高效地管理有限的内存资源。Linux内核的内核同页合并（KSM）模块是在虚拟化兴起后为节省虚拟机使用的内存而发展的一种节约内存的技术。KSM通过合并相同内容页面的方式显著地降低了多个基于内核虚拟机（KVM）技术的虚拟机同时运行时系统使用的内存。实际上，KSM也能合并一般应用程序中的相同内容页面。但一般应用程序为了使用KSM技术合并内存，需要在源代码级别显式地调用相应的系统调用来告知KSM需要扫描的内存区域。对于一般用户来说，需要修改应用程序的源代码显然是一个太高的门槛。 本论文在认真研究了KSM模块的实现的基础上，增强了KSM的功能。新设计实现的KSM+使得用户可以不必修改应用程序的源代码就能利用KSM+合并相同内容的内存页面。另外原来的KSM算法依赖程序指定的内存区域有大量的重复内存页面，而实际上，一般应用程序并没有大量的重复内存。在重复内存非常少的情况下，对这些程序应用KSM技术非但不能降低内存使用，而且因为运行KSM本身所需内存而增加了内存开销。本论文针对这一点在KSM的算法上做了改进，减少了运行KSM+算法本身所消耗的内存。然后论文用Linux桌面下的常用应用程序验证了KSM+的实际效果，并构造了一个实验比较了KSM和KSM+。最后，为了了解应用程序的重复内存页面的特点，还编写了专门统计重复页面的内核模块，发现应用程序的重复页面的一些规律，为持续改进KSM+提供了依据。   关键词：KSM，重复内存合并 ，内存管理   Title: Research and Implementation of Memory Deduplication in The Linux Desktop Environment Major: Software Engineering Name: Zhou Xiao Supervisor: Wang Changji Abstract Memory management is one of the most important parts of the operating system. KSM (Kernel Samepage Merging) in Linux kernel is a kind of memory saving technology developed after the emerging of virtual machine. KSM can dramatically decrease the memory usage of the hypervisor running several virtual machines. Actually, KSM can also be applied to normal applications. But in order to use the KSM, application must explicitly evoke a system call in source code level to tell KSM the memory area where the KSM will scan. To normal users, modifying the source code is impossible at most of the time. Base on the full grasp of the implementation of KSM, a new implementation named KSM+ is created, which allows users to merge same-content pages on the specified applications without modifying corresponding source code. Moreover, the original KSM algorithm relies heavily on the specified area is rich in same-content pages, while normal applications have much less same-content pages compared to virtual machines. So, when KSM is applied to those applications, it is possible that memory usage will rise rather than decrease. To combat with this situation, KSM+ employs a new algorithm to decrease the memory usage for running itself. Several experiments prove that the KSM+ can be easily applied to specified applications and memory usage can be reduced. And a case is designed to compare the effect between KSM and KSM+, which shows KSM+ behaves better in deduplication when the same-content pages’ density is very low. At last, in order to inspect the characteristics of same-content pages from normal desktop applications, an ad-hoc kernel module is developed to do the statistics which supplies significant data for the further development of KSM+. Key Words： KSM, Deduplication, Memory Management   ...

Linux桌面环境下内存去重技术的研究与实现 在这里可以下载原稿 www.ykyi.net/upload/Research_and_Implementation_of_Memory_Deduplication_in_the_Linux_Desktop_Environment.pdf 第二章 相关理论与技术 2.1 内存管理 内存管理是操作系统内核中极为重要的部分，它涉及物理地址、虚拟地址、分段、分页等诸多概念。 2.1.1 内存地址 程序使用地址来访问内存单元。对于x86架构的中央处理器，使用逻辑地址，虚拟地址，物理地址三种不同的地址[15]。 逻辑地址包括段和偏移地址两部分，它们共同用来指定机器指令或者操作数在内存中的位置。逻辑地址对应下文提到的分段式内存管理。 虚拟地址也被称作线性地址，它表示一个寻址空间。在Linux操作系统中，使用一个无符号长整型存储虚拟地址。如果是针对32位x86处理器的内核，这是一个32位的无符号长整型，可以寻址至多232，即4GB空间。而Linux在x86_64处理器上，一个无符号长整型有64位，但实际上只使用了48位，即可寻址到248 ，即256TB的内存空间。引入虚拟地址使得用户空间的进程都独自拥有一个地址空间，方便操作系统在硬件的协助下隔离进程访问内存的操作，从而实现更高的安全性和便捷性。在32位处理器架构下，4G虚拟地址空间划分成两部分，高端的1G空间被称之为内核空间，低端的3G空间称之为用户空间。内核的代码和数据存在内核空间，用户空间的进程通过系统调用陷入内核空间执行内核空间的代码。对于64位处理器，虚拟地址同样分为内核空间和用户空间，只是针对64位处理器的内核拥有大得多的寻址范围，对内核空间和用户空间的地址划分有多种实现。 物理地址被中央处理器用来寻址内存芯片上的实际的物理单元。它对应了送往处理器的针脚上的高低电平信号。 Linux中的内存管理单元 (Memory Management Unit, MMU)在硬件电路的帮助下把逻辑地址译成线性地址；而另一个硬件电路则帮助把线性地址翻译成物理地址。 2.1.2 段页式内存管理 内存分段是由80×86处理器引入的概念，它鼓励程序员在设计程序时把程序使用的内存按照逻辑上的意义相关性分成若干个部分，比如有些段存放全局数据，有些段存放程序代码[16]。 内存管理单元的分页单元协助把虚拟地址译为物理地址，为了提高翻译的效率，虚拟地址被按照固定长度切分成一个个小单元，它们则被称之为页面。页面可以看成是MMU管理内存的最小单位。 分段和分页都用来划分内存，在某种程度上，它们的功能有一定重合。实际上，Linux内核的内存管理机制倾向于使用分页技术。Linux进程运行在用户空间时使用的标志代码段的代码段选择子(segmentation selector)和数据段选择子是相等的；进程运行在内核空间时使用的代码段选择子和数据段选择子也是相等的。而且这四个段选择子的段基址都设置为0。这意味着在Linux操作系统中，无论寻址数据和还是寻址指令，无论在用户空间还是内核空间，逻辑地址的段基址部分为0，偏移地址部分刚好等于虚拟地址。 在Linux所支持的大多数硬件平台上，默认的页面大小是4K。但Linux同时也支持大于4K的页面的内存管理。运行在用户空间的代码可以使用glibc库中的getpagesize()函数得到当前使用的页面大小。本论文只针对在x86_64架构上页面大小是4K的Linux内核。实际上从内核2.6.38开始，内核中开始支持透明巨页(Transparent Huge Page)[17]，内核中有些页面的大小实际上是2M，但这不影响按照4K的页面大小展开讨论。 Linux使用分级页表的方式把虚拟地址映射到页面。在32位处理器上使用二级页表，在x86_64架构的处理器上则使用四级页表。 图2-1 四级页表 如图2-1所示，以针对x86_64架构处理器的Linux内核为例，64位虚拟地址的高16位不被使用，低48位被平均分为5段，offset段占12位，其它四个段各占9位。这个划分在源代码文件arch/x86/include/asm/pgtable_64_types.h中定义。cr3寄存器存储了页全局目录的物理地址。在把虚拟地址翻译到物理地址的过程中，MMU先从cr3寄存器中取出全局目录的物理地址，再加上GLOBALDIR段算出的偏移量，从而在页全局目录中得到页上级目录的物理地址。与此类似，从页上级目录中得到页中间目录的地址，然后得到页表的地址，再得到页面的地址，最后的OFFSET字段则定位到页面中的一个字节。至此，虚拟地址被翻译到了物理地址。 页全局目录，页上级目录，页中间目录，以及页表中的每一项都由相同的数据结构表示。它记载了一些重要的信息，与本论文相关的信息有：该项指向的下一级表或者页面是否存在的标志，如果访问时不存在则产生缺页中断，由do_page_fault函数负责把页面调入内存[18]；下一级表或页面的物理地址；下一级表或页面是否可读可写的标志，利用该标志位可以写保护一个页面。 Linux内核用一个struct page结构体描述一个页面的信息。这个结构体定义在include/linux/mm_types.h文件中[19]。图2-2列出这个结构体中与本论文直接相关的字段。   图2-2 struct page的部分字段 其中的flags字段存储了页面的状态信息，例如：表示页面刚被写了数据的脏位；该页面是否被锁定在内存中不充许置换到交换分区的标志。_count字段和_mapcount字段都是引用计数，它们用来共同维护page页面的生命期。_mapcount表示一个页面拥有多少页表项指向它，_count被称为page的使用计数，所有的_mapcount计数只相当于_count计数中的一次计数。如果内核代码中某执行序列在访问某个页面时需要确保该页面存在，则在访问前给_count计数加一，访问结束后_count计数减一。当_count计数减到负数时表示没有任何内核需要使用该页面，则表示该页面没被使用。内核代码不应该直接访问_count计数，而应该使用page_count函数。该函数用一个struct page的指针做为参数，当该页空闲时函数返回0，否则返回一个正数表示参数指向的页面正被使用。当页面被页高速缓冲使用时，mapping域指向一个address_space对象，该对象与Linux文件系统中的文件是一对一映射的关系，描述了一个文件分配到的物理页面及相关数据结构。如果页面并不被页高速缓冲使用时，mapping则有其它的意义，比如mapping字段的最低位记载这是否是一个匿名页面。virtual字段是映射到该页面的内核空间的虚拟地址，如果该页面是属于高端内存区域则virtual字段为NULL。对于x86_64架构上的Linux内核，已经没有高端内存，因此该字段不会为NULL。 2.1.3 内核中的巨页 现代处理器的内存管理单元几乎都能处理除4KB大小外的多种页面尺寸。然而，Linux内核在几乎所以平台上的实现都选用最小的页面大小，即4KB，比4KB更大的页面，都被称之为巨页(huge page)。在某些工作环境下，巨页可以给操作系统带来性能上的提高。巨页能提高操作系统的性能主要是因为两点。第一，使用巨页可以减少发生页面出错处理的频率，因为在每次页面出错处理时内核调入比使用小页面更多的内存。第二，使用巨页减少翻译虚拟地址的时间。在x86_64加构的处理器上，从虚拟地址翻译到物理地理需要依次访问四级页表，非常耗时。而使用巨页可以减少页表的级数。实际上更大的性能提高源自使用巨页后提高了旁路转换缓冲区(Translation Lookaside Buffer，TLB)的命中效率[20]。 在内核2.6.38版本之前，唯一使用巨页的方式是通过非常复杂的hugetlbfs文件系统。应用程序开发者和系统管理员都需要注意一些特别事项才能够开启巨页功能。因此只有极少数真正需要巨页带来性能提高的用户，如专用数据库系统，才使用巨页。 情况从内核版本2.6.38以后发生了变化，一个被称之为透明巨页的功能被合并进了内核主干代码。之前内核在VMA（Virtual Memory Area，虚拟内存区域）中的所有页面大小都是一样大的，而加入透明巨页后，VMA中的页面的大小可能不只一种。透明巨页的实现代码改写了页面出错处理函数，当一个出错发生时，内核尽力分配一个巨页，如果成功的话，其它相应的在巨页地址范围内的小页面就会被释放，巨页被插入到VMA中。如果不能分配到一个巨页，则仍然按照以前的方式分配一个小页面。当巨页需要被置换到交换分区时，透明巨页机制简单地把巨页切割成小页面，其它逻辑和处理小页面时一样。实际上不仅在置换到交换分区时需要切割巨页，很多其它的操作，如mprotect()和mlock()页面时也需要。本论文将详述的KSM在合并页面时同样需要把巨页切割成小页面。 透明巨页这种轻便地利用巨页的方式使得很多内核代码并没有感知到巨页的存在，对于应用程序则更没有感知到巨页，因此被称之为透明巨页。 2.1.4 内存描述符 Linux内核使用一个叫内存描述符(Memory Descriptor)的结构体描述每一个进程的地址空间[21]。这个结构体包括了所有和进程地址空间相关的信息。内存描述符和struct page一样在文件include/linux/mm_types.h中定义。图2-3列出这个结构体中与本论文直接相关的字段。   图2-3 struct mm_struct的部分字段   其中，mmap字段是用来实现一个链表。这个链表链接了属于这个内存描述符的所有vm_area_struct结构体。vm_area_struct结构体描述了一个内存区域。由于属于一个内存描述符的内存区域可能非常多，为了加快内存区域的查找以及添加删除等操作的速度，内核用mm_rb表示一棵链接了所有内存区域的红黑树。红黑树是一种二叉树，它被广泛地应用在Linux内核代码中。mmap和mm_rb是用两种不同的数据结构表示同一批数据。mm_users和mm_count是内存描述符的引用计数，它的实现原理和struct page的引用计数的原理一样。每一个进程如果拥有一个内存描述符，则会增加mm_users的计数，所有mm_users的计数只相当于mm_count的一个计数。比如n个Linux线程共享同一个内存描述符，那么对应的内存描述符的mm_users计数则为n，而mm_count则可能只是1。如果有内核执行序列想要访问一个内存描述符，则该执行序列先增加mm_count的计数，使用结束后减少mm_count的计数。一但mm_count减为0，表示该内存描述符没有任何引用，则它会被内核销毁。mmap_sem是一个读写锁，凡是需要操作内存描述符中的内存区域时，则需要先得到相应的读锁或者写锁，使用结束后释放该锁。mm_list字段是一个循环双链表。它链接了系统中所有的内存描述符。flags字段定义了内存描述符的标志，这些标志标记了内存描述符的一些状态和属性，内核代码需要使用原子操作访问该字段。 2.1.5 虚拟内存区域 同样被定义在inlude/linux/mm_types.h中的结构体vm_area_struct用来描述一个内存区域。在Linux内核中，内存区域经常被称之为虚拟内存区域(Virtual Memory Areas,VMA)。VMA描述的内存区域是一个地址空间中的地址连续的部分。而且该部分拥有一些特定的属性，比如访问权限和相关联的操作等。不同的VMA可以用来描述不同的内存区域。比如，映射到内存的文件，用户空间的栈，特别是本论文重点关注的匿名内存区域(Anonymous VMA)。下面讨论本论文关心的vm_area_struct的一些重要字段，这些字段如图2-4所示。 ...

Linux桌面环境下内存去重技术的研究与实现 在这里可以下载原稿 https://as.goodas.gold/Research_and_Implementation_of_Memory_Deduplication_in_the_Linux_Desktop_Environment.pdf 第一章 绪论 1.1 课题背景 内存是操作系统中最为重要的资源之一。为了最有效地利用好有限的内存资源，现代操作系统使用了很多技术以节省内存的使用。在Linux程序的内存布局中，代码段具有只读属性，永远是共享的。具体地说，即使一个程序被实例化了多个进程，但是在物理内存中对于该程序的代码只有一份拷贝，同一个程序的不同进程之间共享这份拷贝。而且，所有共享库（Windows下被称之为动态链接库）的代码段在物理内存中也只有一份拷贝[1]，所有加载了该共享库的进程虽然把共享库加载到了不同的虚拟地址中，但实际上都映射到相同的物理地址上以实现对共享库代码区的共享。除了共享只读的代码区外，可写的页面也可能在进程之间被共享，Linux在创建进程时的fork操作使用写时拷贝技术在父子进程之间共享内存。当父进程调用fork()函数后，所有的可写页面转成写时拷贝页面。只要父子进程都不写入某页面，则该页面一直被共享。 近年来，Linux操作系统中出现了一种新的节省内存的技术，它的出现源于云计算的发展。云计算能够通过互联网按需分发计算机的软硬件资源，被称之为IT产业的又一次革命[2]。虚拟机技术是云计算的基础，Xen和KVM(Kernel Virtual Machine，内核虚拟机)是开源社区最流行的两种虚拟化技术[3]。通过运用虚拟化技术，越来越多的Linux主机上同时运行着多个虚拟机，而虚拟机使用了相同的操作系统，操作系统中运行着相同的大型程序，如数据库服务器，邮件服务器，Web服务器等。在运行多个虚拟机的环境下，人们发现虚拟机之间存在着大量的相同内存页面，但Linux主机没有办法共享这些内存页面。为了解决虚拟机之间大量重复内存的问题，Linux社区诞生了KSM(Kernel Samepage Merging，内核相同页面合并)技术。KSM技术通过扫描内存区域，找到相同的内存页面，并把它们合并。该技术使得运行虚拟机的主机使用的内存明显下降，从而让同样的Linux主机在使用KSM技术后能运行更多的虚拟机。 KSM技术虽然是为基于KVM技术的虚拟机设计，但也能运用到普通的桌面应用程序。随着软硬件技术的不断进步，Linux桌面应用程序占用的内存也越来越多。普通的Linux桌面应用程序中存在多少重复页面，重复页面的分布有些什么特点，把KSM技术运用在桌面应用程序上存在什么问题，这些是本论文将要探讨的内容。针对桌面应用程序的重复内存，本文在KSM的基础上开发了KSM+，能方便有效地合并桌面应用程序的重复内存。 1.2 国内外研究现状 对于传统的节约内存技术，如共享只读代码区，fork的写时拷贝技术。这些技术非常成熟，现代操作系统中已经普通采用。 另外，文献[4]研究了一种比较特殊的节省内存技术。它针对的是科学计算中的特殊程序，通过用注释驱动的工具把源代码转译到更高效的代码，于是编译出节省内存的程序。 近年来研究较多的是基于合并相同内存页面的内存去重技术：通过查找系统中的相同内存页面，把这些页面合并从而节省系统内存。但国内外的研究基本集中在运行虚拟机的场景中。如VMware公司较早进行了虚拟机内存去重技术的研究工作，文献[5]研究了VMware公司的Hypervisor(虚拟机管理器)使用的基于合并相同内容内存页面的去重技术，以减少虚拟机之间的内存冗余。文献[6]详细论述了此类技术对于基于Xen的虚拟机的实现。Linux社区的类似技术称之为KSM。文献[7]以实证研究的方式通过大量实验研究了KSM用于合并虚拟机之间冗余内存的性能。文献[8]研究的是在数据中心中如何提高在虚拟机之间合并相同内存的效率。它实现了通过把虚拟机在各物理机中动态迁移到最适合的位置从而提高合并效率。文献[9]使用KSM技术解决了主机和虚拟机都需要维护自己的缓存的问题，提高了缓存的效率。KSM技术并不是总能高效地去除虚拟机之间的冗余内存，也存在一些问题。内存地址的ASLR(Address Space Layout Randomization，空间布局随机化技术)是为了提高程序安全性的一种技术。该技术提高了程序的安全性，却影响了页面对齐，从而影响了KSM的合并效率[10]。另外，KSM的运用也暴露了安全问题。运行在某台虚拟机上的程序可以通过构造特定的页面尝试让主机的KSM合并它，再计算写该页面所用的时间。因为写被KSM合并的页面的时候会发生写时拷贝，所以这个时间会比正常情况下延迟。通过利用这个时间差，运行在一台虚拟机上的程序可能会发现其它虚拟机上运行的程序[11]，甚至让虚拟机之间秘密通信[12]。 KSM技术应用在非虚拟机的场景下的研究则比较少。欧洲核子研究组织(CERN)的核子实验模拟程序产生海量的数据，并且并行工作的科学程序同时载入这些数据，使得内存中有大量的相同内容页面。CERN通过使用钩子技术修改C运行库的malloc()从而运行KSM，解决了内存中的大量重复页面的问题，节省了8%-48%的内存[13]。 本论文将在一般桌面应用环境下研究并增强新的内存节省技术KSM，使之更适合运用在桌面应用环境下，更有效地减少应用程序的内存使用量。 1.3 研究意义 内存资源总是操作系统中稀缺的资源，研究节省内存的技术具有普遍的意义。另外，随着基于Linux内核的操作系统如Android在消费电子终端上的迅速普及[14]，以及可预见到基于Linux的Chrome OS在PC桌面市场也将占有一定市场，而目前的应用程序普遍占用越来越多的内存，研究Linux平台下新的节省内存的技术KSM，对于开发Android平台等基于Linux内核的平台下的商用优化管理软件具有重要的技术指导作用。 1.4 论文的主要工作 本论文重点研究了Linux内核的KSM模块的设计与实现，并在原来的基础上做了针对桌面应用环境的增强与改进，同时认真研究了Linux内核代码的组织方式，配置与编译方式，内核开发及调试的技术，以及Linux的内存管理单元的实现。增强后的KSM命名为KSM+,它比原来的KSM更方便地自动采集到应用程序的相同内容页面并合并这些页面，以达到节省应用程序消耗的内存的目的。论文用多个实验展示了KSM+的功能，并与修改前的KSM做了比较。此外，本论文还编写了内核模块用于统计Linux桌面应用程序的重复内存页面的特点，同时可以用来应证KSM+运行的效果。 1.5 论文的整体结构布局 本论文的第二章介绍了x86体系的段页式内存管理方式，以及Linux的内存管理的实现，还介绍了编写Linux内核代码的一些基本理论。 第三章介绍了如何使用KSM以及KSM的设计和实现原理。 第四章讲述KSM+的设计与实现。KSM+是在KSM的基础上的增强与改进。 第五章用多个实验展示了KSM+合并程序的重复内存页面的效果，并设计了一个实验比较了KSM和KSM+的差别。最后编写了用于统计应用程序重复内存页面的内核模块，并用统计数据应证了KSM+的实验结果。这些统计数据反映了Linux桌面应用程序中重复内存页面的一些基本特点，对进一步改进KSM+的算法提供了依据。 1.6 本章小结 本章首先介绍了Linux操作系统中传统的节省内存技术，然后引入了因为虚拟化兴起而发展的新的内存节省技术，它通过合并内容相同的内存页面从而减少系统的内存使用，也被称之为内存去重技术，接着叙述了国内外在该技术方面的相关研究。目前对该技术的研究多针对虚拟机环境，而本论文则是在Linux桌面环境中研究内存去重技术。

Linux桌面环境下内存去重技术的研究与实现 在这里可以下载原稿 www.ykyi.net/upload/Research_and_Implementation_of_Memory_Deduplication_in_the_Linux_Desktop_Environment.pdf 论文题目： Linux桌面环境下内存去重技术的研究与实现 专业：软件工程 硕士生：周霄 指导教师：王常吉 摘  要 内存管理是操作系统中至关重要的部分。优秀的操作系统高效地管理有限的内存资源。Linux内核的内核同页合并（KSM）模块是在虚拟化兴起后为节省虚拟机使用的内存而发展的一种节约内存的技术。KSM通过合并相同内容页面的方式显著地降低了多个基于内核虚拟机（KVM）技术的虚拟机同时运行时系统使用的内存。实际上，KSM也能合并一般应用程序中的相同内容页面。但一般应用程序为了使用KSM技术合并内存，需要在源代码级别显式地调用相应的系统调用来告知KSM需要扫描的内存区域。对于一般用户来说，需要修改应用程序的源代码显然是一个太高的门槛。 本论文在认真研究了KSM模块的实现的基础上，增强了KSM的功能。新设计实现的KSM+使得用户可以不必修改应用程序的源代码就能利用KSM+合并相同内容的内存页面。另外原来的KSM算法依赖程序指定的内存区域有大量的重复内存页面，而实际上，一般应用程序并没有大量的重复内存。在重复内存非常少的情况下，对这些程序应用KSM技术非但不能降低内存使用，而且因为运行KSM本身所需内存而增加了内存开销。本论文针对这一点在KSM的算法上做了改进，减少了运行KSM+算法本身所消耗的内存。然后论文用Linux桌面下的常用应用程序验证了KSM+的实际效果，并构造了一个实验比较了KSM和KSM+。最后，为了了解应用程序的重复内存页面的特点，还编写了专门统计重复页面的内核模块，发现应用程序的重复页面的一些规律，为持续改进KSM+提供了依据。 **关键词：**KSM，重复内存合并 ，内存管理 Title: Research and Implementation of Memory Deduplication in The Linux Desktop Environment Major: Software Engineering Name: Zhou Xiao Supervisor: Wang Changji Abstract Memory management is one of the most important parts of the operating system. KSM (Kernel Samepage Merging) in Linux kernel is a kind of memory saving technology developed after the emerging of virtual machine. KSM can dramatically decrease the memory usage of the hypervisor running several virtual machines. Actually, KSM can also be applied to normal applications. But in order to use the KSM, application must explicitly evoke a system call in source code level to tell KSM the memory area where the KSM will scan. To normal users, modifying the source code is impossible at most of the time. ...