linux内存计算

详细内容请看，转载http://linuxperf.com/?p=142，本篇为阅读后的理解

linux内存分为三部分，内核，进程，cache

linux内核：

内核所用内存的静态部分，比如内核代码、页描述符等数据在引导阶段就分配掉了，并不计入MemTotal里，而是算作Reserved(在dmesg中能看到)
 

【Slab+ VmallocUsed + PageTables + KernelStack + HardwareCorrupted + Bounce + X】

Kernel的动态内存分配通过以下几种接口：

alloc_pages/__get_free_page: 以页为单位分配

vmalloc: 以字节为单位分配虚拟地址连续的内存块

slab ：allocator，kmalloc: 以字节为单位分配物理地址连续的内存块，它是以slab为基础的，使用slab层的general caches — 大小为2^n，名称是kmalloc-32、kmalloc-64等（在老kernel上的名称是size-32、size-64等）。

Page Table：用于将内存的虚拟地址翻译成物理地址

KernelStack：每一个用户线程都会分配一个kernel stack（内核栈），内核栈虽然属于线程，但用户态的代码不能访问，只有通过系统调用(syscall)、自陷(trap)或异常(exception)进入内核态的时候才会用到

Bounce：有些老设备只能访问低端内存，比如16M以下的内存，当应用程序发出一个I/O 请求，DMA的目的地址却是高端内存时（比如在16M以上），内核将在低端内存中分配一个临时buffer作为跳转，把位于高端内存的缓存数据复制到此处。这种额外的数据拷贝被称为“bounce buffering”，会降低I/O 性能。大量分配的bounce buffers 也会占用额外的内存。

用户进程：

Hugepages在/proc/meminfo中是被独立统计的，与其它统计项不重叠，既不计入进程的RSS/PSS中，又不计入LRU Active/Inactive，也不会计入cache/buffer。如果进程使用了Hugepages，它的RSS/PSS不会增加。

使用Hugepages有三种方式：
(详见 https://www.kernel.org/doc/Documentation/vm/hugetlbpage.txt)

1. mount一个特殊的 hugetlbfs 文件系统，在上面创建文件，然后用mmap() 进行访问，如果要用 read() 访问也是可以的，但是 write() 不行。
2. 通过shmget/shmat也可以使用Hugepages，调用shmget申请共享内存时要加上 SHM_HUGETLB 标志。
3. 通过 mmap()，调用时指定MAP_HUGETLB 标志也可以使用Huagepages。

Rss，Pss，Uss

用户进程的内存有：进程的代码，进程malloc，进程shared，进程映射文件

进程独有内存Uss，进程的代码，堆栈，不共享的内存文件和shared

进程的分享内存Pss，进程独有内存加(分享的shared和映射文件/分享进程个数)

进程Rss，是进程所有相关的内存

cache

free总的cache是文件映射读写缓存，加快访问速度

buffer是磁盘io的读写队列缓存，可以加快io读写，调节速度不匹配

cache中有mapped映射文件，进程代码，文件系统，shared memory在内核中都是基于tmpfs实现的

drop cache可以回收内存，不能回收文件系统