buddyinfo, slabinfo, zoneinfo

buddyinfo, slabinfo, zoneinfo

/proc/buddyinfo是linuxbuddy系统管理物理内存的debug信息。 在linux中使用buddy算法解决物理内存的外碎片问题，其把所有空闲的内存，以2的幂次方的形式，分成11个块链表，分别对应为1、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024个页块。

而Linux支持NUMA技术，对于NUMA设备，NUMA系统的结点通常是由一组CPU和本地内存组成，每一个节点都有相应的本地内存，因此buddyinfo 中的Node0表示节点ID；而每一个节点下的内存设备，又可以划分为多个内存区域（zone），因此下面的显示中，对于Node0的内存，又划分类DMA、Normal、HighMem区域。而后面则是表示空闲的区域。

此处以Normal区域进行分析，第二列值为100，表示当前系统中normal区域，可用的连续两页的内存大小为1002PAGE_SIZE；第三列值为52，表示当前系统中normal区域，可用的连续四页的内存大小为522^2PAGE_SIZE

cat /proc/buddyinfo Node 0, zone DMA 23 15 4 5 2 3 3 2 3 1 0 Node 0, zone Normal 149 100 52 33 23 5 32 8 12 2 59 Node 0, zone HighMem 11 21 23 49 29 15 8 16 12 2 142

文件/proc/slabinfo统计slab分配器相关信息 % cat /proc/slabinfo

https://zhuanlan.zhihu.com/p/358891862

slab 分配器

在Linux中，伙伴分配器（buddy allocator）是以页为单位管理和分配内存。 但在内核中的需求却以字节为单位（在内核中面临频繁的结构体内存分配问题）。 假如我们需要动态申请一个内核结构体（占 20 字节）， 若仍然分配一页内存，这将严重浪费内存。那么该如何分配呢？ slab 分配器专为小内存分配而生， 由 Sun 公司的一个雇员 Jeff Bonwick 在 Solaris 2.4中 设计并实现。slab 分配器分配内存以字节为单位， 基于伙伴分配器的大内存进一步细分成小内存分配。换句话说，slab 分配器仍然从 Buddy 分配器中申请内存，之后自己对申请来的内存细分管理。

除了提供小内存外，slab 分配器的第二个任务是维护常用对象的缓存。对于内核中使用的许多结构，初始化对象所需的时间可等于或超过为其分配空间的成本。当创建一个新的slab 时，许多对象将被打包到其中并使用构造函数（如果有）进行初始化。释放对象后，它会保持其初始化状态，这样可以快速分配对象。

举例来说, 为管理与进程关联的文件系统数据, 内核必须经常生成struct fs_struct的新实例. 此类型实例占据的内存块同样需要经常回收(在进程结束时). 换句话说, 内核趋向于非常有规律地分配并释放大小为sizeof(fs_struct)的内存块. slab分配器将释放的内存块保存在一个内部列表中. 并不马上返回给伙伴系统. 在请求为该类对象分配一个新实例时, 会使用最近释放的内存块。S这有两个优点. 首先, 由于内核不必使用伙伴系统算法, 处理时间会变短. 其次, 由于该内存块仍然是”新”的，因此其仍然驻留在CPU硬件缓存的概率较高.[3] SLAB分配器的最后一项任务是提高CPU硬件缓存的利用率。 如果将对象包装到SLAB中后仍有剩余空间，则将剩余空间用于为SLAB着色。 SLAB着色是一种尝试使不同SLAB中的对象使用CPU硬件缓存中不同行的方案。 通过将对象放置在SLAB中的不同起始偏移处，对象可能会在CPU缓存中使用不同的行，从而有助于确保来自同一SLAB缓存的对象不太可能相互刷新。 通过这种方案，原本被浪费掉的空间可以实现一项新功能。

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cat /proc/slabinfo