Rockchip Linux 内存调试常用命令

文件标识：RK-KF-YF-140

发布版本：V1.0.0

日期：2021-01-06

文件密级：□绝密 □秘密 □内部资料 ■公开

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前言

概述

本文档介绍Linux开发过程关于内存的常用命令，查看内存总大小信息、使用情况以及内存预留大小。

产品版本

芯片名称	内核版本
ARM系列芯片	4.19

读者对象

本文档（本指南）主要适用于以下工程师：

技术支持工程师

软件开发工程师

修订记录

版本号	作者	修改日期	修改说明
V1.0.0	许剑群	2021-01-06	初始版本

[TOC]

total内存信息

meminfo

cat /proc/meminfo

MemTotal:        1497696 kB
MemFree:          590524 kB
MemAvailable:     773252 kB
Buffers:             768 kB
Cached:           216892 kB
SwapCached:        14204 kB
Active:           260884 kB
Inactive:         176744 kB
Active(anon):     120620 kB
Inactive(anon):   106688 kB
Active(file):     140264 kB
Inactive(file):    70056 kB
Unevictable:        3224 kB
Mlocked:            3224 kB
SwapTotal:        748844 kB
SwapFree:         346156 kB
Dirty:               776 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:        220804 kB
Mapped:           194276 kB
Shmem:              4968 kB
KReclaimable:      43900 kB
Slab:             111060 kB
SReclaimable:      40648 kB
SUnreclaim:        70412 kB
KernelStack:       18496 kB
PageTables:        42096 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:     1497692 kB
Committed_AS:   41751048 kB
VmallocTotal:   263061440 kB
VmallocUsed:       30368 kB
VmallocChunk:          0 kB
Percpu:             2528 kB
CmaTotal:         532480 kB
CmaFree:               0 kB

MemTotal = MemFree + Buffers + Cached

Swap：SwapTotal/SwapFree，是系统脚本中通过swap命令启用、分配

swap 分区通常被称为交换分区，这是一块特殊的硬盘空间，即当实际内存不够用的时候，操作系统会从内存中取出一部分暂时不用的数据，放在交换分区中，从而为当前运行的程序腾出足够的内存空间

Slab：Slab当前使用大小，其中可回收SReclaimable:，不可回收SUnreclaim，如果增长太大，可能内存泄漏

Vmalloc：VmallocTotal是总的大小，VmallocUsed已用大小

Cma：CmaTotal总大小，CmaFree空闲大小。

CMA被系统借用，也属于被使用，CmaFree会减小。

sysrq-trigger

echo m > /proc/sysrq-trigger

Mem-Info:
active_anon:43194 inactive_anon:26284 isolated_anon:0
 active_file:35286 inactive_file:17959 isolated_file:0
 unevictable:806 dirty:0 writeback:0 unstable:0
 slab_reclaimable:10164 slab_unreclaimable:17630
 mapped:48836 shmem:1280 pagetables:10550 bounce:0
 free:134653 free_pcp:717 free_cma:0
Node 0 active_anon:172776kB inactive_anon:105136kB active_file:141144kB inactive_file:71836kB unevictable:3224kB isolated(anon):0kB isolated(file):0kB mapped:195344kB dirty:0kB writeback:0kB shmeo
DMA32 free:538612kB min:4884kB low:24024kB high:25520kB active_anon:172776kB inactive_anon:105136kB active_file:141144kB inactive_file:71836kB unevictable:3224kB writepending:0kB present:2095104kB
lowmem_reserve[]: 0 0 0
DMA32: 13625*4kB (UEH) 12210*8kB (UEH) 8286*16kB (UMEH) 4151*32kB (UMEH) 1157*64kB (UMEH) 223*128kB (UM) 46*256kB (U) 9*512kB (U) 2*1024kB (U) 0*2048kB 0*4096kB = 538612kB
58687 total pagecache pages
3564 pages in swap cache
Swap cache stats: add 155134, delete 151579, find 11930/52536
Free swap  = 346412kB
Total swap = 748844kB
523776 pages RAM
0 pages HighMem/MovableOnly
149352 pages reserved
133120 pages cma reserved

kernel内存信息

slab

内核申请的内存调试接口，编译需要打开两个宏定义

CONFIG_SLUB_SYSFS=y
CONFIG_SLUB_DEBUG=y

统计slab总大小命令

echo `cat /proc/slabinfo |awk 'BEGIN{sum=0;}{sum=sum+$3*$4;}END{print sum/1024/1024}'` MB

kernfs_node_cache

如下命令看到kernfs使用了2.5M，655 pages = 2.55859375 MBytes

[root@RV1126_RV1109:/]# cat /proc/slabinfo |grep kernfs_node_cache
kernfs_node_cache  18319  18340    144   28    1 : tunables    0    0    0 : slabdata    655    655      0

代码位置在fs/kernfs/mount.c

void __init kernfs_init(void)
{

	/*
	 * the slab is freed in RCU context, so kernfs_find_and_get_node_by_ino
	 * can access the slab lock free. This could introduce stale nodes,
	 * please see how kernfs_find_and_get_node_by_ino filters out stale
	 * nodes.
	 */
	kernfs_node_cache = kmem_cache_create("kernfs_node_cache",
					      sizeof(struct kernfs_node),
					      0,
					      SLAB_PANIC | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU,
					      NULL);
}

inode_cache

如下命令看到inode cache使用了3.2M，816 pages = 3.1875 MBytes

[root@RV1126_RV1109:/]# cat /proc/slabinfo |grep inode_cache
inode_cache         6282   6340    408   20    2 : tunables    0    0    0 : slabdata    317    317      0

代码位置在fs/inode.c

void __init inode_init(void)
{
	/* inode slab cache */
	inode_cachep = kmem_cache_create("inode_cache",
					 sizeof(struct inode),
					 0,
					 (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|SLAB_PANIC|
					 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT),
					 init_once);
}

memblock

系统预留内存调试接口，编译需要在bootargs中添加memblock=debug

chosen {
	bootargs = "earlycon=uart8250,mmio32,0xff570000 console=ttyFIQ0 memblock=debug";
};

[    0.000000] MEMBLOCK configuration:
[    0.000000]  memory size = 0x3fdb8000 reserved size = 0x11706eb8
[    0.000000]  memory.cnt  = 0x2
[    0.000000]  memory[0x0]     [0x00000000-0x083fffff], 0x08400000 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  memory[0x1]     [0x08648000-0x3fffffff], 0x379b8000 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  reserved.cnt  = 0x7
[    0.000000]  reserved[0x0]   [0x00004000-0x00007fff], 0x00004000 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  reserved[0x1]   [0x00100000-0x00e32b2f], 0x00d32b30 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  reserved[0x2]   [0x08000000-0x080fffff], 0x00100000 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  reserved[0x3]   [0x08300000-0x08318fff], 0x00019000 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  reserved[0x4]   [0x2dc00000-0x3dbfffff], 0x10000000 bytes flags: 0x0 CMA
[    0.000000]  reserved[0x5]   [0x3df00000-0x3dfb7387], 0x000b7388 bytes flags: 0x0
[    0.000000]  reserved[0x6]   [0x3f800000-0x3fffffff], 0x00800000 bytes flags: 0x0 CMA

其中预留比较大的有initrd（加载root使用）和node memmap（管理页内存使用）

initrd预留13MBytes

void __init arm_memblock_init(const struct machine_desc *mdesc)
{
	arm_initrd_init();
}

node memmap预留8MBytes

[    0.000000] On node 0 totalpages: 262006
[    0.000000] memblock_reserve: [0x3ef75000-0x3f774fff] memblock_virt_alloc_internal+0x108/0x1a4
[    0.000000] alloc_node_mem_map: node 0, pgdat b0d4bd00, node_mem_map eef75000
[    0.000000]   Normal zone: 2048 pages used for memmap
[    0.000000]   Normal zone: 0 pages reserved
[    0.000000]   Normal zone: 262006 pages, LIFO batch:63

设备内存情况开机打印：

[    0.000000] Virtual kernel memory layout:
[    0.000000]     vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)
[    0.000000]     fixmap  : 0xffc00000 - 0xfff00000   (3072 kB)
[    0.000000]     vmalloc : 0xf0800000 - 0xff800000   ( 240 MB)
[    0.000000]     lowmem  : 0xb0000000 - 0xf0000000   (1024 MB)
[    0.000000]     pkmap   : 0xafe00000 - 0xb0000000   (   2 MB)
[    0.000000]     modules : 0xaf000000 - 0xafe00000   (  14 MB)
[    0.000000]       .text : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   (9184 kB)
[    0.000000]       .init : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   (1024 kB)
[    0.000000]       .data : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   ( 332 kB)
[    0.000000]        .bss : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   ( 896 kB)

[    0.000000] Memory: 752320K/1048024K available (8192K kernel code, 331K rwdata, 1900K rodata, 1024K init, 895K bss, 25368K reserved, 270336K cma-reserved, 0K highmem)

752320K: 空闲页可用内存，nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT - 10)

1048024K：总共可见物理内存，physpages << (PAGE_SHIFT - 10)

kernel code：内核代码，codesize = _etext - _stext

rwdata：可读可写数据段，datasize = _edata - _sdata

rodata：只读数据段，rosize = __end_rodata - __start_rodata

init：包括init_data_size = __init_end - __init_begin和init_code_size = _einittext - _sinittext

bss：用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域，bss_size = __bss_stop - __bss_start

reserved：memblock预留内存，physpages - totalram_pages - totalcma_pages

cma-reserved：CMA预留内存，totalcma_pages

[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x3f800000, size 8 MiB
[    0.000000] OF: reserved mem: initialized node linux,cma, compatible id shared-dma-pool
[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x2dc00000, size 256 MiB
[    0.000000] OF: reserved mem: initialized node isp, compatible id shared-dma-pool

memory

内核的内存支持多个block，Rockchip平台在进入内核前，会有部分内存作特殊用途，例如OPTEE/ATF的代码，需要放在132M～135M，如下大小为0x248000的内存块被用于OPTEE存放代码

[root@RV1126_RV1109:/]# cat /sys/kernel/debug/memblock/memory
   0: 0x00000000..0x083fffff
   1: 0x08648000..0x3fffffff

reserved

[root@RV1126_RV1109:/]# cat /sys/kernel/debug/memblock/reserved
0x00004000..0x00007fff
0x00100000..0x00e32b2f
0x08000000..0x080fffff
0x08300000..0x08318fff
0x083ff000..0x083fffff
0x2dc00000..0x3dbfffff
0x3df00000..0x3dfb7387
0x3ee41000..0x3ef3cfff
0x3ef3f480..0x3ef3f4f7
0x3ef3f500..0x3ef3f803
0x3ef3f834..0x3f7fefff
0x3f7ff040..0x3f7ff384
0x3f7ff3c0..0x3f7ff3fb
0x3f7ff400..0x3f7ff583
0x3f7ff5c0..0x3f7ff784
0x3f7ff7c0..0x3f7ff837
0x3f7ff840..0x3f7ff84f
0x3f7ff880..0x3f7ff88f
0x3f7ff8c0..0x3f7ff8c3
0x3f7ff900..0x3f7ff903
0x3f7ff940..0x3f7ffa4b
0x3f7ffa80..0x3f7ffb8b
0x3f7ffbc0..0x3f7ffccb
0x3f7ffcf0..0x3f7ffd08
0x3f7ffd0c..0x3f7ffd24
0x3f7ffd28..0x3f7ffd72
0x3f7ffd74..0x3f7ffd8e
0x3f7ffd90..0x3f7ffdaa
0x3f7ffdac..0x3f7ffdc6
0x3f7ffdc8..0x3f7ffde2
0x3f7ffde4..0x3f7ffdfe
0x3f7ffe00..0x3f7ffedf
0x3f7ffee8..0x3f7fff9f
0x3f7fffb0..0x3fffffff

zoneinfo

cat /proc/zoneinfo

Node 0, zone    DMA32
  per-node stats
      nr_inactive_anon 28250
      nr_active_anon 34245
      nr_inactive_file 29724
      nr_active_file 33943
      nr_unevictable 806
      nr_slab_reclaimable 10088
      nr_slab_unreclaimable 17495
      nr_isolated_anon 0
      nr_isolated_file 0
      workingset_refault 258089
      workingset_activate 54883
      workingset_restore 35120
      workingset_nodereclaim 4574
      nr_anon_pages 59384
      nr_mapped    65408
      nr_file_pages 70824
      nr_dirty     31
      nr_writeback 0
      nr_writeback_temp 0
      nr_shmem     1581
      nr_shmem_hugepages 0
      nr_shmem_pmdmapped 0
      nr_anon_transparent_hugepages 0
      nr_unstable  0
      nr_vmscan_write 148946
      nr_vmscan_immediate_reclaim 2540
      nr_dirtied   798484
      nr_written   938957
      nr_kernel_misc_reclaimable 0
      nr_unreclaimable_pages 0
      nr_ion_heap  0
      nr_ion_heap_pool 0
      nr_gpu_heap  0
  pages free     133183
        min      1221
        low      6006
        high     6380
        spanned  523776
        present  523776
        managed  374424
        protection: (0, 0, 0)
      nr_free_pages 133183
      nr_zone_inactive_anon 28250
      nr_zone_active_anon 34245
      nr_zone_inactive_file 29724
      nr_zone_active_file 33943
      nr_zone_unevictable 806
      nr_zone_write_pending 31
      nr_mlock     806
      nr_page_table_pages 10425
      nr_kernel_stack 18256
      nr_bounce    0
      nr_zspages   26061
      nr_free_cma  0
  pagesets
    cpu: 0
              count: 342
              high:  378
              batch: 63
  vm stats threshold: 30
    cpu: 1
              count: 301
              high:  378
              batch: 63
  vm stats threshold: 30
    cpu: 2
              count: 32
              high:  378
              batch: 63
  vm stats threshold: 30
    cpu: 3
              count: 296
              high:  378
              batch: 63
  vm stats threshold: 30
  node_unreclaimable:  0
  start_pfn:           512
Node 0, zone   Normal
  pages free     0
        min      0
        low      0
        high     0
        spanned  0
        present  0
        managed  0
        protection: (0, 0, 0)
Node 0, zone  Movable
  pages free     0
        min      0
        low      0
        high     0
        spanned  0
        present  0
        managed  0
        protection: (0, 0, 0)

空闲内存

free

total：是内核页管理的总内存；
used：是指正在被使用的内存；
free：是指空闲的内存；
shared：是指共享的内存，如匿名页；
buffers：是指缓冲内存数；
cached：是指缓存内存数；

buffers（缓冲）和 cached（缓存）的区别。cached 是给读取数据时加速的，buffers 是给写入数据加速的。cached 是指把读取出来的数据保存在内存中，当再次读取时，不用读取硬盘而直接从内存中读取，加速了数据的读取过程；buffers 是指在写入数据时，先把分散的写入操作保存到内存中，当达到一定程度后再集中写入硬盘，减少了磁盘碎片和硬盘的反复寻道，加速了数据的写入过程。

free

                  total        used        free      shared     buffers
  Mem:       1533640704  1308901376   224739328     6422528      921600
-/+ buffers/cache:     1307979776   225660928
  Swap:       766816256   401342464   365473792

free -m

                  total        used        free      shared     buffers
  Mem:             1462        1249         213           6           0
-/+ buffers/cache:           1248         214
  Swap:             731         382         348

free -h

                  total        used        free      shared     buffers
  Mem:             1.4G        1.2G        212M        6.1M        900K
  -/+ buffers/cache:           1.2G        213M
  Swap:            731M        383M        349M

清除缓存

drop_caches

echo x > /proc/sys/vm/drop_caches

清空 pagecache
```
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
```
清空 dentries 和 inodes
```
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches
```
清空所有缓存（pagecache、dentries 和 inodes）
```
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
```

虚拟内存使用情况

vmallocinfo

cat /proc/vmallocinfo

0x0000000000000000-0x0000000000000000    8192 bpf_jit_binary_alloc+0x70/0x110 pages=1 vmalloc
...
0x0000000000000000-0x0000000000000000   20480 start_kernel+0x330/0x4f0 pages=4 vmalloc
0x0000000000000000-0x0000000000000000    8192 of_iomap+0x4c/0xb8 phys=0x00000000fdd00000 ioremap
0x0000000000000000-0x0000000000000000   20480 start_kernel+0x330/0x4f0 pages=4 vmalloc
0x0000000000000000-0x0000000000000000    8192 of_iomap+0x4c/0xb8 phys=0x00000000fdd20000 ioremap
0x0000000000000000-0x0000000000000000   20480 start_kernel+0x330/0x4f0 pages=4 vmalloc

vmstat

cat /proc/vmstat

内存压力

pressure

cat /proc/pressure/memory
VSS- Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）
RSS- Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）
PSS- Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）
USS- Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）

一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS

total内存信息​

meminfo​

sysrq-trigger​

kernel内存信息​

slab​

kernfs_node_cache​

inode_cache​

memblock​

memory​

reserved​

zoneinfo​

空闲内存​

free​

清除缓存​

drop_caches​

虚拟内存使用情况​

vmallocinfo​

vmstat​

内存压力​

pressure​

total内存信息

meminfo

sysrq-trigger

kernel内存信息

slab

kernfs_node_cache

inode_cache

memblock

memory

reserved

zoneinfo

空闲内存

free

清除缓存

drop_caches

虚拟内存使用情况

vmallocinfo

vmstat

内存压力

pressure