追踪 Linux 中“丢失”的内存使用情况

追踪 Linux 中“丢失”的内存使用情况

在 Arch 3.6.7 x86_64 内核上,我试图计算系统的内存使用情况,我越看它,就越发现有一个漏洞(在已用内存的计算中,一个非漏洞的使用)。

这是一个新启动的系统。为了保持简单,除了 systemd 和 sshd 之外没有太多运行

$ ps aux | sort -n -k6
...
root       316  0.0  0.0   7884   812 tty1     Ss+  14:37   0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 38400
matt       682  0.0  0.0  24528   820 pts/0    S+   15:09   0:00 sort -n -k6
dbus       309  0.0  0.0  17280  1284 ?        Ss   14:37   0:00 /usr/bin/dbus-daemon --system --address=systemd: --nofork --nopidfile --systemd-activation
matt       681  0.0  0.0  10808  1364 pts/0    R+   15:09   0:00 ps aux
root       308  0.0  0.0  26060  1516 ?        Ss   14:37   0:00 /usr/lib/systemd/systemd-logind
root       148  0.0  0.0  25972  1692 ?        Ss   14:37   0:00 /usr/lib/systemd/systemd-udevd
matt       451  0.0  0.0  78180  2008 ?        S    14:37   0:00 sshd: matt@pts/0
root       288  0.0  0.0  39612  2708 ?        Ss   14:37   0:00 /usr/sbin/sshd -D
matt       452  0.0  0.0  16452  3248 pts/0    Ss   14:37   0:00 -bash
root         1  0.0  0.0  32572  3268 ?        Ss   14:37   0:00 /sbin/init
root       299  0.0  0.0  69352  3604 ?        Ss   14:37   0:00 /usr/sbin/syslog-ng -F
root       449  0.0  0.0  78040  3800 ?        Ss   14:37   0:00 sshd: matt [priv]
root       161  0.0  0.0 358384  9656 ?        Ss   14:37   0:00 /usr/lib/systemd/systemd-journald

我能找到的最详细的内存信息是从 2007 年开始,这似乎导致将 Pss 字段添加到进程的通用内核帐户中,但它们的 python 代码适用于较旧的内核,不幸的是,一些 /proc/k* 文件从那时起就消失了。这/proc/内存信息文档也很有帮助,但也有点老化。

所以,这是我所看到的演示。

# cat /proc/meminfo
MemTotal:       16345780 kB
MemFree:        16129940 kB
Buffers:           10360 kB
Cached:            48444 kB
SwapCached:            0 kB
Active:            24108 kB
Inactive:          46724 kB
Active(anon):      12104 kB
Inactive(anon):     3616 kB
Active(file):      12004 kB
Inactive(file):    43108 kB
Unevictable:           0 kB
Mlocked:               0 kB
SwapTotal:             0 kB
SwapFree:              0 kB
Dirty:                 0 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:         11996 kB
Mapped:            16372 kB
Shmem:              3696 kB
Slab:              25092 kB
SReclaimable:      11716 kB
SUnreclaim:        13376 kB
KernelStack:         928 kB
PageTables:         2428 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:     8172888 kB
Committed_AS:      34304 kB
VmallocTotal:   34359738367 kB
VmallocUsed:      372788 kB
VmallocChunk:   34359362043 kB
HardwareCorrupted:     0 kB
AnonHugePages:         0 kB
HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB
DirectMap4k:       12288 kB
DirectMap2M:    16680960 kB

如果我们把使用过的加起来:

MemTotal - MemFree - Buffers - Cached = Used
16345780 - 16129940 - 10360 - 48444 = 157036

所有活动*/非活动*似乎都是应用于某些页面(不是全部)的计数器,因此可能会重复其他地方的计数。

Active + Inactive = Used
46724  + 24108    = 70832 (not quite)

这里的 Commited_AS 似乎密切跟踪用户空间私有/共享内存的总和,扣除 /proc/*/smaps 中的共享文件。采取PSS考虑到还要排队。 (出于兴趣,我在 32 位 debian 2.6.32-5-686 上得到了一个大得多的 Commited_AS)

AnonPages + Mapped + Commited_AS = Userspace?
11996     + 16372  + 34304       = 62672

Slab 与 /proc/slabinfo 内联

Slab +  Shmem + KernelStack + PageTables = Kernelspace?
25092 + 3696  + 928         + 2428       = 32144

Userspace? + Kernelspace? = Used?
62672      + 32144        = 94816

所以~63M 短。我突然意识到内核和所有加载的模块都缺少一些 MB。不过,该板似乎覆盖了很多,所以如果有任何遗漏,我不确定这是否相当于 ~ 60Mb?

63 有点接近 Active+Inactive 的数字,但感觉不太对劲。

那么有人知道这个神奇的公式吗?否则,如果我正在查看的图是正确的,那么我可以研究的内存分配中的灰色区域是什么?

看来 linux 吃了我的内存!尽管比通常被指控的比例要小=)

编辑Commited_AS 是内核对需要多少内存来覆盖其已提交内容的 99.9% 的猜测,因此不是真正分配的数字。 AnonPages+Mapped 是它的一个组件,因此留下了一个更大的漏洞,现在大约有 100MB。

User + Kernel
28368 + 32144 = 60512 != 157036

AnonPages 和 Mapped 主要跟踪 /proc/[0-9]*/smaps wgen 中的 anon/mapped 信息,同时考虑 PSS/Shared。

保留区域似乎全部适合从总内存中取出的块:

free内存为 16345032Kb
总系统内存为 16777216Kb
PCI 'hole' - lspci -v 266520K = 16510696K
Bios 保留 - dmesg 92793K = 16417903K

编辑2 我注意到这种额外的内存使用量并不在原始盒子内运行的虚拟机上/proc/meminfo。所以我开始四处探索,看看两者之间有什么不同。最终发现可用物理内存总量的增加与已用内存的增加是一致的。

phys 16GB used>144508     vm>50692      user>21500      kern>26428      u+ktot>47928
vm   64MB used>24612      vm>31140      user>14956      kern>14440      u+ktot>29396
vm  256MB used>26316      vm>35260      user>14752      kern>14780      u+ktot>29532
vm    1GB used>33644      vm>35224      user>14936      kern>14772      u+ktot>29708
vm    2GB used>41592      vm>35048      user>14736      kern>15056      u+ktot>29792
vm    4GB used>57820      vm>35232      user>14780      kern>14952      u+ktot>29732
vm    8GB used>82932      vm>36912      user>15700      kern>15388      u+ktot>31088
vm   12GB used>110072     vm>35248      user>14812      kern>15624      u+ktot>30436
vm   15GB used>122012     vm>35424      user>14832      kern>15824      u+ktot>30656

计算结果为每 1GB 内存分配约 8Mb。可能是内核中的内存映射......但我认为它只会随着内存的分配而增长,而不是在启动时设置。

如果这种趋势继续下去,看看是否有人可以访问任何 bigmem 机器,会很有趣吗?

答案1

“进程使用的内存”是不是现代操作系统中一个明确的概念。可以测量的是进程的地址空间大小(SIZE)和驻留集大小(RSS,地址空间中当前有多少页在内存中)。 RSS 的一部分是共享的(内存中的大多数进程共享 glibc 的一个副本,对于各种其他共享库也是如此;运行相同可执行文件的多个进程共享它,分叉的进程共享只读数据,还可能共享一大块尚未修改的数据与父级一起读写数据)。另一方面,不考虑内核用于进程的内存,如页表、内核缓冲区和内核堆栈。在总体情况下,您必须考虑为显卡保留的内存、内核的使用以及为 DOS 和其他史前系统保留的各种“漏洞”(无论如何,这并不多)。

获得整体情况的唯一方法是内核报告的内容。将未知重叠和未知遗漏的数字相加是一个很好的算术练习,仅此而已。

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