linux内存分析
1、Linux查看内存使用情况方法
1、top命令
2、free命令
free 用KB为单位展示数据
free -m 用MB为单位展示数据
free -h 用GB为单位展示数据
3、cat /proc/meminfo 命令
4、vmstat命令
vmstat -s
2、dma相关情况
void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, int flag); 该函数实际获得两个地址， 1、函数的返回值是一个 void *，代表缓冲区的内核虚拟地址 2、相关的总线地址（物理地址），保存在dma_handle中 A =dma_alloc_coherent(B,C,D,GFP_KERNEL); 含义： A: 内存的虚拟起始地址，在内核要用此地址来操作所分配的内存 B: struct device指针，可以平台初始化里指定，主要是dma_mask之类，可参考framebuffer C: 实际分配大小，传入dma_map_size即可 D: 返回的内存物理地址，dma就可以用。 所以，A和D是一一对应的，只不过，A是虚拟地址，而D是物理地址。对 任意一个操作都将改变缓冲区内容。当然要注意操作环境。 注size最好以页为单位分配。
在/proc目录下，可以找到大部分内存分析。
1）cat /proc/buddyinfo
Linux Buddy System是为了解决以Page为单位的内存分配导致外内存碎片问题：即系统缺少连续的Page页导致需要连续Page页的内存申请无法得到满足。
原理很简单，将不同个数的连续Pages组合成Block进行分配，Block按2的幂次方个Pages划分为11个Block链表，
分别对应1，2，4，8，16，32，64，128，256，512和1024个连续的Pages。
调用Buddy System进行内存分配时，根据申请的大小找最合适的Block。
如下所示为各个Zone上的Buddy System基本信息，后面11列为11个Block链表里可用的Block个数。
[root@CENTOS130 zc]# cat /proc/buddyinfo Node 0, zone DMA 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA32 30 56 56 25 7 5 4 2 1 2 351 Node 0, zone Normal 67 76 214 232 158 79 44 29 17 23 3402
[root@CENTOS130 zc]# cat /proc/zoneinfo Node 0, zone DMA pages free 13 min 16 。。。省略。。。 inactive_ratio: 1 Node 0, zone DMA32 pages free 362054 min 1571 。。。省略。。。 inactive_ratio: 3 Node 0, zone Normal pages free 3514295 min 15307 。。。省略。。。 inactive_ratio: 11 [oot@CENTOS130 zc]#
[oot@CENTOS130 zc]# cat /proc/pagetypeinfo Page block order: 9 Pages per block: 512 Free pages count per migrate type at order 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Node 0, zone DMA, type Unmovable 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA, type Reclaimable 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA, type Movable 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA, type Reserve 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA, type CMA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA, type Isolate 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA32, type Unmovable 4 16 24 7 3 1 1 1 0 1 0 Node 0, zone DMA32, type Reclaimable 14 19 10 11 3 3 1 0 1 0 0 Node 0, zone DMA32, type Movable 12 21 22 7 1 1 2 1 0 1 351 Node 0, zone DMA32, type Reserve 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA32, type CMA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA32, type Isolate 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone Normal, type Unmovable 19 23 87 64 66 52 33 26 16 22 5 Node 0, zone Normal, type Reclaimable 19 1 34 50 28 11 8 1 0 0 0 Node 0, zone Normal, type Movable 29 52 93 118 64 16 3 2 1 1 3397 Node 0, zone Normal, type Reserve 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone Normal, type CMA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Node 0, zone Normal, type Isolate 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Number of blocks type Unmovable Reclaimable Movable Reserve CMA Isolate Node 0, zone DMA 8 0 0 0 0 0 Node 0, zone DMA32 6 2 880 0 0 0 Node 0, zone Normal 3190 10 3968 0 0 0
2）numctl
通过numactl -H查看NUMA硬件信息，可以看到2个node的大小和对应的CPU核，以及CPU访问node的distances。
如下所示CPU访问远端node的distances是本地node的2倍多。
[root@localhost ~]# numactl -H available: 2 nodes (0-1) node 0 cpus: 0 1 2 3 4 5 6 7 16 17 18 19 20 21 22 23 node 0 size: 15870 MB node 0 free: 13780 MB node 1 cpus: 8 9 10 11 12 13 14 15 24 25 26 27 28 29 30 31 node 1 size: 16384 MB node 1 free: 15542 MB node distances: node 0 1 0: 10 21 1: 21 10
通过numastat查看NUMA的统计信息，包括内存分配的命中次数、未命中次数、本地分配次数和远端分配次数等。
[root@localhost ~]# numastat node0 node1 numa_hit 2351854045 3021228076 numa_miss 22736854 2976885 numa_foreign 2976885 22736854 interleave_hit 14144 14100 local_node 2351844760 3021220020 other_node 22746139 2984941
3）cat /proc/zoneinfo
ZONE_DMA
地址段最低的一块内存区域，用于ISA(Industry Standard Architecture)设备DMA访问。在x86架构下，该Zone大小限制为16MB。
ZONE_DMA32
该Zone用于支持32-bits地址总线的DMA设备，只在64-bits系统里才有效。
ZONE_NORMAL
该Zone的内存被内核直接映射为线性地址并可以直接使用。在X86-32架构下，该Zone对应的地址范围为16MB~896MB。在X86-64架构下，DMA和DMA32之外的内存全部在NORMAL的Zone里管理。
ZONE_HIGHMEM
该Zone只在32位系统才有，通过建立临时页表的方式映射超过896MB的内存空间。即在需要访问的时候建立地址空间和内存的映射关系，在访问结束后拆掉映射关系释放地址空间，该地址空间可以用于其他HIGHMEM的内存映射。
通过/proc/zoneinfo可以查看Zone相关的信息。如下所示X86-64系统上两个Node，Node0上有DMA、DMA32和Normal三个Zone，Node1上只有一个Normal Zone。
[root@localhost ~]# cat /proc/zoneinfo |grep -E "zone| free|managed" Node 0, zone DMA pages free 3700 managed 3975 Node 0, zone DMA32 pages free 291250 managed 326897 Node 0, zone Normal pages free 3232166 managed 3604347 Node 1, zone Normal pages free 3980110 managed 4128056
4）Linux查看slab信息的方法
[root@localhost ~]# cat /proc/slabinfo slabinfo - version: 2.1 # name <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab>。。。<num_slabs> <sharedavail> fat_inode_cache 90 90 720 45 8 : tunables 0 0 0 : slabdata 2 2 0 fat_cache 0 0 40 102 1 : tunables 0 0 0 : slabdata 0 0 0 kvm_vcpu 0 0 16576 1 8 : tunables 0 0 0 : slabdata 0 0 0 kvm_mmu_page_header 0 0 168 48 2 : tunables 0 0 0 : slabdata 0 0 0 ext4_groupinfo_4k 4440 4440 136 30 1 : tunables 0 0 0 : slabdata 148 148 0 ext4_inode_cache 63816 65100 1032 31 8 : tunables 0 0 0 : slabdata 2100 2100 0 ext4_xattr 1012 1012 88 46 1 : tunables 0 0 0 : slabdata 22 22 0 ext4_free_data 16896 17600 64 64 1 : tunables 0 0 0 : slabdata 275 275 0
5）Linux提供了一些内存管理相关的内核参数
在/proc/sys/vm目录下可以查看或者通过sysctl -a |grep vm查看
[root@localhost vm]# sysctl -a |grep vm vm.admin_reserve_kbytes = 8192 vm.block_dump = 0 vm.dirty_background_bytes = 0 vm.dirty_background_ratio = 10 vm.dirty_bytes = 0 vm.dirty_expire_centisecs = 3000 vm.dirty_ratio = 20 vm.dirty_writeback_centisecs = 500 vm.drop_caches = 1 vm.extfrag_threshold = 500 vm.hugepages_treat_as_movable = 0 vm.hugetlb_shm_group = 0 vm.laptop_mode = 0 vm.legacy_va_layout = 0 vm.lowmem_reserve_ratio = 256 256 32 vm.max_map_count = 65530 vm.memory_failure_early_kill = 0 vm.memory_failure_recovery = 1 vm.min_free_kbytes = 1024000 vm.min_slab_ratio = 1 vm.min_unmapped_ratio = 1 vm.mmap_min_addr = 4096 vm.nr_hugepages = 0 vm.nr_hugepages_mempolicy = 0 vm.nr_overcommit_hugepages = 0 vm.nr_pdflush_threads = 0 vm.numa_zonelist_order = default vm.oom_dump_tasks = 1 vm.oom_kill_allocating_task = 0 vm.overcommit_kbytes = 0 vm.overcommit_memory = 0 vm.overcommit_ratio = 50 vm.page-cluster = 3 vm.panic_on_oom = 0 vm.percpu_pagelist_fraction = 0 vm.stat_interval = 1 vm.swappiness = 60 vm.user_reserve_kbytes = 131072 vm.vfs_cache_pressure = 100 vm.zone_reclaim_mode = 0
6）其他
# 立即重新启动计算机
echo "b" > /proc/sysrq-trigger
# 立即关闭计算机
echo "o" > /proc/sysrq-trigger
# 导出内存分配的信息 （可以用/var/log/message 查看）
echo "m" > /proc/sysrq-trigger
# 导出当前CPU寄存器信息和标志位的信息
echo "p" > /proc/sysrq-trigger
# 导出线程状态信息
echo "t" > /proc/sysrq-trigger
# 故意让系统崩溃
echo "c" > /proc/sysrq-trigger
# 立即重新挂载所有的文件系统
echo "s" > /proc/sysrq-trigger
# 立即重新挂载所有的文件系统为只读
echo "u" > /proc/sysrq-trigger
# 获取Linux 内存页（基页）大小的命令：getconf PAGE_SIZE ，一般的输出是4096，即 4KB。
[root@CENTOS130 ~]# echo "m" > /proc/sysrq-trigger [ 610.210479] SysRq : Show Memory [ 610.250633] Mem-Info: [ 610.280447] active_anon:15234 inactive_anon:2187 isolated_anon:0 [ 610.280447] active_file:10471 inactive_file:23802 isolated_file:0 [ 610.280447] unevictable:0 dirty:0 writeback:0 unstable:0 [ 610.280447] slab_reclaimable:5169 slab_unreclaimable:4559 [ 610.280447] mapped:5822 shmem:2256 pagetables:822 bounce:0 [ 610.280447] free:3882942 free_pcp:338 free_cma:0 [ 610.719606] Node 0 DMA free:15900kB min:64kB low:80kB high:96kB active_anon:0kB inactive_anon:0kB
active_file:0kB inactive_file:0kB unevictable:0kB isolated(anon):0kB isolated(file):0kB present:15996kB
managed:15904kB mlocked:0kB dirty:0kB writeback:0kB mapped:0kB shmem:0kB slab_reclaimable:0kB slab_unreclaimable:4kB
kernel_stack:0kB pagetables:0kB unstable:0kB bounce:0kB free_pcp:0kB local_pcp:0kB free_cma:0kB writeback_tmp:0kB pages_scanned:0 all_unreclaimable? no [ 611.265314] lowmem_reserve[]: 0 1447 15530 15530 [ 611.325023] Node 0 DMA32 free:1452276kB min:6284kB low:7852kB high:9424kB active_anon:6616kB inactive_anon:852kB
active_file:3880kB inactive_file:10280kB unevictable:0kB isolated(anon):0kB isolated(file):0kB present:1727108kB
managed:1482044kB mlocked:0kB dirty:0kB writeback:0kB mapped:2620kB shmem:904kB slab_reclaimable:2068kB
slab_unreclaimable:1456kB kernel_stack:128kB pagetables:608kB unstable:0kB bounce:0kB free_pcp:668kB local_pcp:668kB
free_cma:0kB writeback_tmp:0kB pages_scanned:0 all_unreclaimable? no [ 611.921272] lowmem_reserve[]: 0 0 14082 14082 [ 611.978602] Node 0 Normal free:14063592kB min:61228kB low:76532kB high:91840kB active_anon:54320kB inactive_anon:7896kB
active_file:38004kB inactive_file:84928kB unevictable:0kB isolated(anon):0kB isolated(file):0kB present:14680064kB
managed:14420972kB mlocked:0kB dirty:0kB writeback:0kB mapped:20668kB shmem:8120kB slab_reclaimable:18608kB slab_unreclaimable:16776kB
kernel_stack:2000kB pagetables:2680kB unstable:0kB bounce:0kB free_pcp:684kB local_pcp:684kB free_cma:0kB
writeback_tmp:0kB pages_scanned:0 all_unreclaimable? no [ 612.593199] lowmem_reserve[]: 0 0 0 0 [ 612.641353] Node 0 DMA: 1*4kB (U) 1*8kB (U) 1*16kB (U) 0*32kB 2*64kB (U) 1*128kB (U) 1*256kB (U) 0*512kB 1*1024kB (U) 1*2048kB (M) 3*4096kB (M) = 15900kB [ 612.822521] Node 0 DMA32: 145*4kB (UM) 106*8kB (UEM) 82*16kB (UEM) 36*32kB (UEM) 9*64kB (UEM) 7*128kB (UEM) 2*256kB (M) 3*512kB (UEM)
3*1024kB (UEM) 0*2048kB 352*4096kB (M) = 1452276kB [ 613.039233] Node 0 Normal: 84*4kB (UEM) 109*8kB (UEM) 73*16kB (UE) 111*32kB (UEM) 85*64kB (UEM) 61*128kB (UEM) 39*256kB (UM)
21*512kB (UM) 11*1024kB (UM) 18*2048kB (UM) 3412*4096kB (UM) = 14063592kB [ 613.271997] Node 0 hugepages_total=0 hugepages_free=0 hugepages_surp=0 hugepages_size=1048576kB [ 613.386660] Node 0 hugepages_total=0 hugepages_free=0 hugepages_surp=0 hugepages_size=2048kB [ 613.497884] 36529 total pagecache pages [ 613.548337] 0 pages in swap cache [ 613.592950] Swap cache stats: add 0, delete 0, find 0/0 [ 613.660706] Free swap = 5780476kB [ 613.705424] Total swap = 5780476kB [ 613.750143] 4105792 pages RAM [ 613.789127] 0 pages HighMem/MovableOnly [ 613.839582] 126062 pages reserved
