在系统内存上...特别是“tmpfs”、“shm”和“hugepages...”之间的区别

Question 1

tmpfs 和 shm 之间没有区别。 tmpfs 是 shm 的新名称。 shm 代表共享内存。

今天使用 tmpfs 的主要原因是我的 gentoo 机器上的 /etc/fstab 中的这条注释。顺便说一句，如果缺少该行，Chromium 将无法构建：

# glibc 2.2 and above expects tmpfs to be mounted at /dev/shm for 
# POSIX shared memory (shm_open, shm_unlink). 
shm                     /dev/shm        tmpfs           nodev,nosuid,noexec     0 0

出自Linux 内核文件系统文档

引用：

tmpfs有以下用途：

总有一个你根本看不到的内核内部挂载
。这用于共享匿名映射和 SYSV 共享
内存。

此挂载不依赖于 CONFIG_TMPFS。如果未设置 CONFIG_TMPFS，则不会构建 tmpfs 的用户可见部分。但内部
机制始终存在。

glibc 2.2 及更高版本期望将 tmpfs 安装在 /dev/shm 上以用于
POSIX 共享内存（shm_open、shm_unlink）。将以下行添加
到 /etc/fstab 应该可以解决这个问题：

tmpfs /dev/shm tmpfs 默认值 0 0

如有必要，请记住创建要挂载 tmpfs 的目录。

这个坐骑是不是SYSV 共享内存所需。内部
安装座就是用于此目的。（在2.3内核版本中，需要
挂载tmpfs的前身（shm fs）才能使用SYSV
共享内存）

有些人（包括我）发现将其安装
在 /tmp 和 /var/tmp 上并拥有一个大交换分区非常方便。现在
tmpfs 文件的循环挂载确实可以工作，因此大多数发行
版附带的 mkinitrd 应该能够成功地使用 tmpfs /tmp。

可能还有很多我不知道的:-)

tmpfs 具有三个用于调整大小的挂载选项：

尺寸： 为此 tmpfs 实例分配的字节数限制。默认情况下是物理 RAM 的一半，没有交换。如果您的 tmpfs 实例过大，机器将死锁，因为 OOM 处理程序将无法释放该内存。
块数：与大小相同，但以 PAGE_CACHE_SIZE 为单位。
nr_inodes:此实例的最大索引节点数。默认值是物理 RAM 页面数量的一半，或（在具有 highmem 的机器上）lowmem RAM 页面数量的一半，以较小者为准。

来自透明大页内核文档:

与hugetlbfs的预留方法相比，透明大页支持通过允许所有未使用的内存用作缓存或其他可移动（甚至不可移动的实体）来最大化可用内存的有用性。它不需要保留来防止用户空间注意到大页分配失败。它允许在大页面上使用分页和所有其他高级 VM 功能。应用程序无需修改即可利用它。

然而，应用程序可以进一步优化以利用此功能，例如它们之前已经过优化以避免每个 malloc(4k) 的大量 mmap 系统调用。到目前为止，优化用户空间并不是强制性的，并且 khugepaged 已经可以处理长期页面分配，即使对于处理大量内存的巨页不感知应用程序也是如此。

做了一些计算后的新评论：

HugePage 大小：2MB
使用的 HugePages：无/关闭，如全 0 所示，但根据上面的 2Mb 启用。
DirectMap4k：8.03Gb
DirectMap2M：16.5Gb
DirectMap1G：2Gb

使用上面有关 THS 中优化的段落，看起来 8Gb 的内存正在被使用 4k 的 malloc 操作的应用程序使用，而使用 2M 的 malloc 的应用程序已请求 16.5Gb。使用 2M malloc 的应用程序通过将 2M 部分卸载到内核来模仿 HugePage 支持。这是首选方法，因为一旦内核释放 malloc，内存就会释放给系统，而使用大页面挂载 tmpfs 不会导致完全清理，直到系统重新启动。最后，最简单的一个，您有 2 个程序打开/运行，请求 1Gb 的 malloc

对于那些不知道 malloc 是 C 语言标准结构（代表内存分配）的读者来说。这些计算证明了 DirectMapping 和 THS 之间的 OP 相关性可能是正确的。另请注意，安装仅 HUGEPAGE ONLY fs 只会导致 2MB 增量的增益，而让系统使用 THS 管理内存主要发生在 4k 块中，这意味着就内存管理而言，每个 malloc 调用可为系统节省 2044k(2048 - 4 ）供其他进程使用。

Answer

tmpfs 和 shm 之间没有区别。 tmpfs 是 shm 的新名称。 shm 代表共享内存。

看：Linux临时文件系统。