引入基于 autotuning 的 huge page collapsing 机制

背景

DAMON 提供基于访问模式的数据访问监控，并能通过 DAMOS scheme 对命中的内存区域执行动作。其中 DAMOS_COLLAPSE 把访问模式命中的热区折叠（collapse）成 huge page，以此扩大 TLB 覆盖范围、减少 TLB miss。这套机制的前提是 TLB 是许多系统的性能瓶颈，而 huge page 能有效缓解。

但 collapse 的量原本无法调优。DAMOS_COLLAPSE 会对所有符合访问模式的热区执行折叠，没有配额约束可言。这在裸机数据库、大数据服务器等长期运行的负载上会走向另一个极端：和 THP 设为 "always" 一样，持续 collapse 最终导致内存碎片化与浪费，这也是多数运维指南建议直接禁用 THP 的原因。此外 THP 是全局开关，缺乏按任务粒度控制哪些进程能用 huge page 的手段。

DAMOS_COLLAPSE 无配额调优，全量 collapse 致碎片
┌──────────────────────────────────────┐
│ DAMOS_COLLAPSE 把访问模式命中的热区  │
│ 折叠成 huge page                     │
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                   ▼
┌──────────────────────────────────────┐
│ collapse 量不可调，命中即折叠，无法  │
│ 按目标比例控制                       │
└──────────────────┬───────────────────┘
                   ▼
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│ 数据库与大数据等裸机负载最终也走向内 │
│ 存碎片化                             │
└──────────────────────────────────────┘

问题

• DAMOS_COLLAPSE 对所有命中热区折叠，折叠量无法按比例调优。
• 裸机数据库与大数据等负载长期运行下同样走向内存碎片化。
• THP 全局开关，无法按任务控制 huge page 使用。
• 需要一种让 collapse 只在合适时机、按目标比例触发的方式。

方案

DAMON 已有一套 quota 自动调优（autotuning）架构：用户为 DAMOS 设 quota goal，指定 metric 和目标值（target_value），DAMON 每轮自测该 metric 的当前值（current_value），用二者接近程度算出 score，再据此调整 DAMOS 的有效配额（esz）。配额反过来约束 DAMOS_COLLAPSE 实际折叠多少页，形成让 metric 朝目标收敛的闭环。已有 active_mem_bp、inactive_mem_bp、node_eligible_mem_bp 等 metric 都按同一模式接入。

本系列给这套架构补上面向 huge page 的 metric。新增 DAMOS_QUOTA_HUGEPAGE_MEM_BP，由 damos_hugepage_mem_bp() 计算当前值：

static unsigned int damos_hugepage_mem_bp(void)
{
    unsigned long thp, total_pages, free_pages;

    total_pages = totalram_pages();
    free_pages = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES);

    if (total_pages <= free_pages)
        return 10000;

    thp = global_node_page_state(NR_ANON_THPS) +
                global_node_page_state(NR_SHMEM_THPS) +
                global_node_page_state(NR_FILE_THPS);
    return mult_frac(thp, 10000, total_pages - free_pages);
}

它把匿名、shmem、file 这 3 类 THP 的页数相加作分子，已用内存（总内存减空闲页）作分母，返回万分比（basis points，0-10000）；目标 10% 就把 target_value 设为 1000。vmstat 的 per-cpu 计数有竞态，空闲页数可能暂时不小于总内存（idle 系统上分母算成 0 也归此类），此时直接返回 10000（即 100%），autotuning 把配额压到零，collapse 暂停直到统计刷新。damos_set_quota_goal_current_value() 的 switch 里只加 1 个 case 把该值写回 goal->current_value，后续的 score 计算与 quota 调整完全复用既有逻辑。sysfs 侧在 damos_sysfs_qgoal_metric_names[] 加一条 hugepage_mem_bp 映射。

新增 hugepage_mem_bp metric，复用 autotuning 自调 quota
┌────────────────────────────────────────┐
│ 新增 quota goal metric hugepage_mem_bp │
│ 测 huge page 占比                      │
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                    ▼
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│ 复用现有 autotuning，按目标比例自调    │
│ DAMOS 的 quota                         │
└───────────────────┬────────────────────┘
                    ▼
┌────────────────────────────────────────┐
│ DAMOS_COLLAPSE 受 quota 约束，占比趋   │
│ 近用户目标                             │
└────────────────────────────────────────┘

收益

作者在 arm64 物理机（4 NUMA node、1 TB RAM）上用 mariaDB 10.5.29 加 sysbench（20 表、每表 300 万行）评估，DB 与 benchmark 框架分别 pin 到不同 NUMA node，无网络流量。DAMON 以 DAMOS_COLLAPSE 为动作、hugepage_mem_bp 为 quota goal 启动，测量的是 huge page 占比随时间能否收敛到目标。

temporal tuner 下占比精准落到目标附近（10%、25%），这正是 DAMOS_QUOTA_GOAL_TUNER_TEMPORAL「尽快把配额归零」语义的体现：达标后配额回落，collapse 自然停步。consistent tuner 则相反：它不把配额归零来封顶 DAMOS 策略，达标后 collapse 不停步，占比因此越过目标（表格里 20.58%、45.11%），与 temporal 的「达标停步」恰成对照。