/proc/buddyinfo的理解

最新推荐文章于 2025-08-07 10:59:10 发布
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分类专栏： hardware & net
本文详细解析了Linux中cat/proc/buddyinfo文件的内容及其计算方法，包括节点、区域划分和伙伴系统中每阶对应空闲页面块的数量，帮助用户了解内存管理的细节。
buddyinfo的理解


cat /proc/buddyinfo 显示如下：


Node 0, zone      DMA       0      4      5      4      4      3 ...


Node 0, zone   Normal      1      0      0      1    101     8 ...


Node 0, zone  HighMem    2      0      0      1      1       0 ...


其中，Node表示在NUMA环境下的节点号，这里只有一个节点0；zone表示每一个节点下的区域，一般有DMA、Normal和HignMem三个区域；后面的列表示，伙伴系统中每一个order对应的空闲页面块。例如，对于zone DMA的第二列（从0开始算起），空闲页面数为5*2^4，可用内存为5*2^4*PAGE_SIZE。


 


计算方法就是：


                      当前列的数字*2^列数*PAGE_SIZE 其中列数是从0开始计算的，即第一列是 当前列的数字*2^0*PAGE_SIZE
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buddyinfo的理解cat /proc/buddyinfo 显示如下：Node 0, zone      DMA      0      4      5      4      4      3 ...Node 0, zone   Normal      1      0      0      1    101      8 ...Node 0, zone  HighMem      2      0      0      1      1      0 ...其中，Node表示在NUMA环境下的
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/proc/buddyinfo
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/proc/buddyinfo This file is used primarily for diagnosing memory fragmentation issues. Using the buddy algorithm, each column represents the number of pages of a certain order (a certain size
对/proc/buddyinfo的理解（转载）
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最近总是遇到out of memory，查看了一些文档，提到了这个内核参数，特此解释一下。3.2.2. /proc/buddyinfoThis file is used primarily for diagnosing memory fragmentation issues. Using the buddy algorithm, each column represents the n
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linux下怎么定位内存泄漏
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正常情况下，软件使用的内存是随着时间在一定范围内波动的。内存泄漏说的是随着时间的推移，进程使用的内存越来越多。一般情况下，内存泄漏是程序不断地申请内存，但是没有释放导致的。
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linux中/proc/buddyinfo的作用
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在应用程序设计过程中，内存是很重要的资源，而计算机主机的内存资源时有限的。一般而言我们可以申请到的内存是有限的，并不是想申请多大就有多大就可以申请多大的。/proc/buddyinfo文件里，就记录着系统的内存资源。 linux内核中使用了buddy算法来管理内存以减少内存碎片的产生，buddy算法管理最小的单一为PAGE_SIZE,一般情况下大小为4K。以2的N次幂一次增加。如下图表示，在no...
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Linux下/proc目录简介 1. /proc目录 Linux 内核提供了一种通过 /proc 文件系统，在运行时访问内核内部数据结构、改变内核设置的机制。proc文件系统是一个伪文件系统，它只存在内存当中，而不占用外存空间。它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。 用户和应用程序可以通过proc得到系统的信息，并可以改变内核的某些参数。由于系统的信息，如...
linux /proc/meminfo 中 MemAvailable 什么情况下会减少
06-28
<think>我们正在讨论`/proc/meminfo`中的`MemAvailable`值何时会减少。首先，我们需要理解`MemAvailable`的含义。根据Linux内核文档（如Documentation/filesystems/proc.txt），`MemAvailable`是一个估计值，表示系统中有多少内存可用于启动新的应用程序，而无需交换。它试图计算空闲内存和可回收内存（如页面缓存和slab缓存）的总和。`MemAvailable`的计算大致如下：MemAvailable =空闲内存+页面缓存+ slab可回收部分-一些保留（低水位线调整）因此，`MemAvailable`减少的情况通常对应于系统中可用内存减少的情况。以下是一些可能导致`MemAvailable`减少的原因：1.**应用程序分配内存**：当用户空间应用程序（或内核）分配内存（如malloc、mmap）时，如果分配的是物理内存（例如未使用大页或透明大页的情况），那么空闲内存（MemFree）会减少，而由于分配的内存可能尚未被使用，页面缓存等可能还没有被回收，因此MemAvailable也会相应减少。2. **内核分配内存**：内核分配内存（如通过kmalloc、vmalloc等）也会消耗内存，这可能导致MemFree减少，从而MemAvailable减少。3.**内存被缓存占用但不可回收**：虽然页面缓存和slab缓存被认为是可回收的，但有些情况下它们可能暂时无法回收。例如：-当缓存被锁定（如mlock）时，这部分内存不能被回收。-当缓存正在被使用（如正在读写文件）时，可能不能立即回收。-有些slab缓存可能被标记为不可回收（如SLAB_RECLAIM_ACCOUNT标记的缓存才被视为可回收）。但是，即使这些缓存暂时不可回收，它们通常也不会被计入`MemAvailable`，因为`MemAvailable`计算时已经排除了不可回收的部分。因此，如果缓存变得不可回收（例如由于锁定），那么`MemAvailable`可能会因为之前计入的可用内存被锁定而减少。4. **内存碎片化**：虽然内存碎片化不会直接减少可用内存的总量，但可能会使得大块连续内存的分配变得困难。不过，`MemAvailable`是一个总量的估计，并不考虑碎片化。所以碎片化不会直接导致`MemAvailable`减少，但可能导致系统尽管有足够的`MemAvailable`却无法分配大块连续内存。5. **内存被用于不可回收的内核数据结构**：例如，当创建大量不可回收的slab对象（如dentry和inode缓存虽然通常是可回收的，但有些情况下可能被固定）时，会导致内存被占用且不可回收，从而减少`MemAvailable`。6.**内存保留（reserve）**：内核有保留内存的机制，例如用于紧急情况（如原子分配）或由特定驱动保留的内存。这些保留内存通常不会计入`MemAvailable`，因为它们不能用于普通应用程序。但是，如果保留内存增加，那么可用于应用程序的内存就会减少，从而可能影响`MemAvailable`的计算。7. **内存压力（memorypressure）**：当系统内存压力增大时，内核会开始回收内存（如页面缓存和slab缓存），但在回收之前，`MemAvailable`可能已经减少。然而，回收操作本身可能会释放内存，从而增加`MemAvailable`。所以，在内存压力下，`MemAvailable`的变化可能是波动的。8. **修改内核参数**：修改某些内核参数也可能影响`MemAvailable`的计算。例如，降低`min_free_kbytes`的值可能会导致内核保留的内存减少，从而可能增加`MemAvailable`（反之，提高`min_free_kbytes`会减少`MemAvailable`）。因为`MemAvailable`的计算会减去低水位线（lowwatermark）的调整值，而低水位线是由`min_free_kbytes`决定的。9. **使用tmpfs**：tmpfs文件系统使用的内存会被计入缓存（Cached），但由于tmpfs的内存可以被回收（通过交换到swap设备），所以它也会被计入`MemAvailable`。但是，如果tmpfs被锁定（如使用mlock）或者没有swap空间且tmpfs使用量很大，那么这部分内存可能无法回收，此时`MemAvailable`可能会减少。10.**内存泄漏**：如果用户空间应用程序或内核模块发生内存泄漏，那么物理内存会被逐渐占用，导致`MemAvailable`持续减少。11. **OOMkiller触发**：当系统内存严重不足时，OOM killer会杀死进程来释放内存。在OOM killer触发之前，`MemAvailable`会持续减少到非常低的水平。在杀死进程后，`MemAvailable`会回升。12. **交换（swap）**：当系统开始使用交换空间时，物理内存被释放，这可能会增加`MemAvailable`（因为交换出去的内存被释放，变成了空闲内存）。但是，如果交换空间不足，或者交换操作本身需要内存（例如用于交换缓存），那么`MemAvailable`可能不会增加，甚至可能减少。13. **内存回收的延迟**：在内存分配时，如果系统需要回收内存，但回收操作尚未完成，那么`MemAvailable`可能暂时较低。一旦回收完成，`MemAvailable`会上升。14. **内核模块加载**：加载内核模块会占用内存，导致`MemAvailable`减少。15. **驱动程序占用内存**：某些驱动程序可能会分配大量内存（如显卡驱动、DMA缓冲区等），这也会减少`MemAvailable`。总结：`MemAvailable`减少的主要原因是系统中可用于分配的内存（包括空闲内存和可回收缓存）减少了。这通常是由于应用程序或内核分配了新的内存，或者部分原本可回收的内存变得不可回收。注意：`MemAvailable`是一个估计值，其准确性取决于内核的估算算法（在mm/page_alloc.c中实现）。因此，在某些特殊情况下，估算可能不准确，但通常它是一个可靠的指标。引用说明：[^1]和[^2]提到了当内存不足时内核的行为，包括回收和OOM killer，这与`MemAvailable`减少到一定程度时可能触发的行为有关。[^3]提到的工具（如vmstat）可以用来监控内存使用情况，包括`MemAvailable`。[^4]和 [^5]的内容与当前问题关联不大。因此，我们可以用以上分析来回答用户的问题。生成相关问题：1.如何监控Linux系统中的`MemAvailable`值？2.当`MemAvailable`过低时，系统会采取哪些措施？3.如何配置系统以保持足够的`MemAvailable`？4. `MemAvailable`与`MemFree`有什么区别？5.哪些工具可以查看`MemAvailable`？注意：在回答中，我们引用了内存回收和OOM机制，这对应于引用[1]和[2]的内容。</think>### Linux /proc/meminfo 中 MemAvailable 减少的原因分析 `/proc/meminfo`中的 **MemAvailable** 表示系统当前可用于新应用程序的内存估计值（包括空闲内存和可回收缓存）。其减少主要由以下场景触发： #### 1. **应用程序内存分配增加** - 当用户进程通过`malloc()`、`mmap()`等系统调用申请物理内存时，内核会从空闲内存（`MemFree`）中分配页面。 - 若新分配的内存**未被文件缓存占用**（如堆/栈内存），`MemAvailable`会直接减少[^1]。 *示例：启动内存密集型应用（如数据库、虚拟机）。* #### 2. **内核子系统占用内存** - **Slab缓存增长**：内核对象（如`dentry`、`inode`缓存）占用不可回收的Slab内存时，会减少可用内存[^4]。 - **网络/块设备缓存**：如TCP缓冲区、文件系统元数据缓存占用未回收内存。 - **内核模块加载**：加载驱动或模块会消耗不可回收内存。 #### 3. **文件缓存不可回收** - 当文件缓存（`Cached`字段）因以下原因**无法被回收**时，`MemAvailable`会下降： - 文件被`mlock()`锁定在内存中。 - 缓存对应**脏页（Dirty）** 尚未写入磁盘。 - 系统I/O压力大，回收速度跟不上分配需求[^1]。 #### 4. **内存保留机制触发** - 当系统空闲内存低于`min_free_kbytes`（内核保留水位）时： - 内核优先保障保留内存，`MemAvailable`会显著减少。 - 可能触发**直接内存回收**或**OOM Killer**[^1][^2]。 *示例：执行`echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches`后，若保留水位较高，`MemAvailable`可能低于预期。* #### 5. **内存碎片化影响** - 物理内存碎片化导致**高阶连续内存不足**，迫使内核使用低阶零散页面。 - 此时`MemAvailable`虽显示有值，但实际可分配的大块内存减少（需结合`/proc/buddyinfo`分析）。 #### 6. **Swap使用增加** - 当物理内存不足时，内核将匿名页换出到Swap。 - **Swap换出操作本身消耗内存**（如创建交换元数据），导致`MemAvailable`短暂下降[^2]。 #### 7. **特殊内存分配机制** - **原子分配（GFP_ATOMIC）**：中断上下文的内存请求不可回收，直接减少可用内存。 - **透明大页（THP）**：分配或拆分大页时可能短暂占用额外内存。 --- ### 监控建议 使用工具实时观察变化： ```bash watch -n 1 "grep -E 'MemAvailable|Cached|Swap' /proc/meminfo" # 每秒刷新 vmstat -s # 查看内存统计摘要 ``` ---
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