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  • 解决方案: 删除虚拟机上不必要的东西 重启开虚拟机的电脑 转载于:https://www.cnblogs.com/7q4w1e/p/9626174.html

    解决方案:

    删除虚拟机上不必要的东西

    重启开虚拟机的电脑

    转载于:https://www.cnblogs.com/7q4w1e/p/9626174.html

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  • redis 内存分配器jemalloc

    千次阅读 2020-04-05 11:15:42
    Redis在编译时便会指定内存分配器内存分配器可以是 libc 、jemalloc或者tcmalloc, 默认是jemalloc。 jemalloc作为Redis的默认内存分配器,在减小内存碎片方面做的相对比较好。jemalloc在64位系统中,将内存空间...
    Redis在编译时便会指定内存分配器;内存分配器可以是 libc 、jemalloc或者tcmalloc,
    默认是jemalloc。
    
    • jemalloc作为Redis的默认内存分配器,在减小内存碎片方面做的相对比较好。jemalloc在64位系统中,将内存空间划分为小、大、巨大三个范围;每个范围内又划分了许多小的内存块单位;当Redis存储数据时,会选择大小最合适的内存块进行存储。
    • jemalloc划分的内存单元如下图所示:
    • 例如,如果需要存储大小为130字节的对象,jemalloc会将其放入160字节的内存单元中。
      在这里插入图片描述
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  • 内存分配组织结构 一个socket上所有的可用内存为一个堆。每个堆由大小不同的块组成,每个块是一个连续的存储器片。申请内存时可以指定堆(socket),或者任意堆,当指定为任意堆时,会优先使用本地堆(本地...

    内存分配组织结构

    一个socket上所有的可用内存为一个堆。每个堆由大小不同的块组成,每个块是一个连续的存储器片。申请内存时可以指定堆(socket),或者任意堆,当指定为任意堆时,会优先使用本地堆(本地socket)。

    结合前面说的dpdk内存初始化,每个堆的原始块是相同socket_id的所有memseg。每个memseg段就是一个地址连续的块。内存申请(rte_malloc)就是把一个堆中合适大小的块分割成申请大小的块返回,剩下的块可以继续被申请使用,成为空闲块;内存释放(rte_free)就是把一个申请的块返回到内存,放置到空闲链表中(可能会合并相邻的空闲块)。

    dpdk的内存分配采用内存管理中常见的隐式空闲链表方法。内存分配的结构可以用下图表示:

    说明:

    • malloc_heaps[]表示堆数组,每个数组元素malloc_heaps[i]表示一个socket i上的堆。
    • 每个堆(struct malloc_heap malloc_heaps[i])都有一个空闲堆数组free_heap[]。再次划分空闲堆数组,是为了方便的定位到合适大小的块,free_heap[]是按块的大小划分块所属的free_heap的。例如,free_heap[3]维护的是块的大小在2^12~2^14之间的所有空闲块。

    空闲链表

    空闲堆数组中保存着一个空闲链表,所有的空闲链表维护的内存块,就是该堆上可用内存。而其中的每个空闲块是由一个空闲链表组织起来的。每个节点都有一个内存块头(struct malloc_elem{})组成,当开启debug模式时,块的尾部还会有一个trailer尾。注意:在最开始初始化堆时,每个块都是最大的连续块,这时把这个最大的内存块在尾部设置一个哨兵元素(为了分割、合并空闲块),该哨兵元素同样是struct malloc_elem结构,但它的可用状态永远是已分配(busy)状态,大小为0。


    查找空闲块

    其中struct malloc_elem{}的几个比较重要的字段。

    • prev指向内存块上一个内存块的头。
    • state:busy/free。表示该内存块是否是空闲块。
    • size表示该空闲块的大小(包括内存块头和尾(如果debug模式))。

    通过prev字段,索引到上个相邻的内存块(合并),通过内存头地址va+size索引到下个相邻的内存块。这样所有相邻的内存块都联系起来了。

    分割空闲块(申请内存)

    一个空闲块在空闲链表中的结构如下图:

    注意:在非debug模式下,trailer为0。

    首次分割空闲块

    如下图:

    主要步骤:

    1. 把哨兵内存块的prev指针指向上个空闲块的head。
    2. 把空闲块的prev指针设置为NULL。
    3. 把空闲块的size设置为head到下个内存块(哨兵)head的长度。
    4. 把哨兵的state设置为busy,把空闲块的state设置为free。
    5. 根据size,把空闲块插入到合适的空闲链表中。哨兵(busy状态)并不加入空闲链表中,空闲块和哨兵之间是通过隐式链连接起来的。

    后续分割空闲块

    如下图:


    1. 当一个应用请求一个K字节的块时,分配器搜索空闲链表,查找一个足够大可以放置所请求块的空闲块。搜索的方式有多种(首次适配,下次适配,最佳适配),称为放置策略。dpdk的放置策略是先找到首个满足大小k的区间,例如是2^12~2^14;再从区间2^12~2^14对应的空闲链表中依次检查节点是否符合,如果不符合再从下个区间搜索。假设找到空闲块H。
    2. 把H从空闲链表中删除。
    3. 根据malloc指定的align、bound参数,调整B的data大小,但必须要大于请求的K。
    4. 把块B的prev指针指向块A的head。设置块B的状态为busy。
    5. 根据H块的size找到相邻的busy块C,把C的prev修改为指向B。
    6. 调整A的size。
    7. 把A加入空闲链表中。

    合并空闲块(释放内存)


    释放malloc块B。

    释放B有几种情况:

    a)     A、C都是free状态。

    b)     A是free状态,B是busy状态。

    c)     A是busy状态,B是free状态。

    d)     A、B都是busy状态。

    假如是d),则B不需要合并,直接找到合适的空闲链表,插入即可。

    现假如A是free,C是busy举例说明:

    1. 根据B的head+size找到C的head,发现状态是busy,不合并。
    2. 根据B的prev找到A,发现A的状态是free,则合并。
    3. 把A从空闲链表中删除。
    4. A、B合并之后的size是A、B的size之和。
    5. 并且把C的prev指向A的head。
    6. 把B内存清零。
    7. 把A、B合并之后的空闲块插入到合适的空闲链表中。

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  • [内存管理]连续内存分配器(CMA)概述

    千次阅读 2013-10-21 09:00:06
    连续内存分配(CMA - Contiguous Memory...这个框架的主要作用不是分配内存,而是解析和管理内存配置,以及作为在设备驱动程序和可插拔的分配之间的中间组件。因此,它是与任何内存分配方法和分配策略没有依赖关系的

    作者:Younger Liu,

    本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。

    原文地址:http://lwn.net/Articles/396657/

    1.    简介

    连续内存分配器(CMA - Contiguous Memory Allocator)是一个框架,允许建立一个平台无关的配置,用于连续内存的管理。然后,设备所需内存都根据该配置进行分配。

    这个框架的主要作用不是分配内存,而是解析和管理内存配置,以及作为在设备驱动程序和可插拔的分配器之间的中间组件。因此,它是与任何内存分配方法和分配策略没有依赖关系的。

    2.    为什么需要?

    在嵌入式设备中,很多设备都没有支持scatter-getter和IO map,都需要连续内存块的操作。如设备:摄像机,硬件视频解码器,编码器等。

    这些设备往往需要较大的内存缓冲区(如:一个200万像素的高清帧摄像机,需要超过6M的内存),该kmalloc内存分配机制对于这么大的内存是没有效果的。

    一些嵌入式设备对缓冲区有一些额外的要求,比如:在含有多个内存bank的设备中,要求只能在特定的bank中中分配内存;而还有一些要定内存边界对齐的缓存区。

    近来,嵌入式设备有了较大的发展(特别是V4L领域),并且这些驱动都有自己的内存分配代码。它们众多的大多数都是采用bootmem分配方法。CMA框架企图采用统一的连续内存分配机制,并为这些设备驱动提供简单的API,而且是可以定制化和模块化的。

     

    3.    设计

    CMA主要设计目标是提供一个可定制的模块化框架,并且是可以配置的,以适应个别系统的需要。配置指定的内存区域,然后将这些内存分配给制定的设备。这些内存区域可以共享给多个设备驱动,也可以专门分配一个。这是通过以下方式实现的:

    1. CMA的核心不是处理内存分配和空闲空间管理。专用分配器是用来处理内存分配和空闲内存管理的。因此,如果现有的解决方案不符合给定的系统,那么可以开发一种新的算法,这种算饭可以很容易地插入到CMA框架中。

    所提出的解决方案中包括一个最适算法(best-fit)的一个实现。

    2. CMA允许运行时配置即将分配的内存区域。内存区域都是经由命令行给出的,所以可以很容易地改变它,而不需要重新编译内核。

    每个地区都有自己的大小,对齐标准,起始地址(物理地址)和对应该内存区域的内存分配算法。

    这意味着同一时刻可以有多中机制在运行,如果在一个平台上同时运行多个不同的设备,这些设备具有不同的存储器使用特性,那么局可以匹配最好的算法。

    3. 当设备请求内存时,设备必须“自我介绍”,即附带自己的信息以告知CMA。这样CMA可以知道谁分配内存。这允许系统架构师来指定哪个移动设备应该使用哪些存储区。

    3a. 设备也可以指定一个“类”内存区域,这使得系统更容易配置,进而一个单一的设备可能使用来自不同内存区域的内存。例如,一个视频解码器驱动程序可能要分配一些共享的缓冲区,那么从第一个bank中分配一些,再从第二个bank中分配一些,可以获得尽可能高的内存吞吐量。

     

    4.    使用场景

    虚构一个使用了CMA的系统,来观察一下其是如何使用和配置的。

        有一个携带硬件视频解码器和摄像机的平台,每个设备在最坏的情况下可能需要20M的内存。在该系统中,这两个设备是不会同时使用的,并且内存是可能共享的。使用下面的两个命令行:

            cma=r=20M cma_map=video,camera=r

    第一个CMA指令是分配20M的内存,并且内存分配器是有效的;第二个表示,名称为“video”和“camera”的两个驱动从之前定义的内存区域中分配内存。

    因为两者共享同一内存区域,相比于每个设备保留20M的内存区域,使得系统节省了20M的内存空进。

        但是随着系统的发展和进化,平台上可能同时运行视频解码器和摄像机,那么20M的内存区域就不能满足需要了。那么可以通过命令快速解决:

            cma=v=20M,c=20M cma_map=video=v;camera=c

        从该解决方案中也可以看出CMA是如何为每一个设备分配所需的私有内存池的。

    分配机制也能通过一种相似的方式进行替换。在测试中发现,当给定的内存区域大小为40M时,系统运行一段时间后,碎片会成为一个问题。因此,为了满足所需要求的缓存区大小,需要预留一个较大的缓存区。

    但是不幸的是,你需要w设置一个新的分配算法——Neat Allocation Algorithm(简写na),这两个设备对于内存有30M的需求:

            cma=r=30M:na cma_map=video,camera=r

    从上述示例可以看出,当CMA提供的算法不满足要求时,如何配置自己的分配算法,而不需要修改CMA或重编内核。

     

    5.    技术细节

    5.1           命令行参数

        如上图所示,CMA有两个参数“cma”和“cma_map”;其中“cma”指定要为CMA保留的内存大小,参数“cma_map”用于指定该区域分配给为哪一个设备使用。

    参数“cma”格式如下:

            cma          ::=  "cma=" regions [ ';' ]

            regions      ::= region [ ';' regions ]

     

            region       ::= reg-name

                              '=' size

                            [ '@' start ]

                            [ '/' alignment ]

                            [ ':' [ alloc-name ] [ '(' alloc-params ')' ] ]

     

            reg-name     ::= a sequence of letters and digits

                                      //内存区的名称

            size         ::= memsize   //内存区的大小

            start        ::= memsize   //期望的内存区的起始地址

            alignment    ::= memsize   //起始地址的对齐倍数

            alloc-name   ::= a non-empty sequence of letters and digits

                        // 将要使用的分配器的名称

     

            alloc-params ::= a sequence of chars other then ')' and ';'

                        // 分配器的参数

     

            memsize      ::= whatever memparse() accepts

        参数"cma_map" 的格式如下:

            cma-map      ::=  "cma_map=" rules [ ';' ]

            rules        ::= rule [ ';' rules ]

            rule         ::= patterns '=' regions

            patterns     ::= pattern [ ',' patterns ]

     

            regions      ::= reg-name [ ',' regions ]

                        // 与device相匹配的内存区的名称

     

            pattern      ::= dev-pattern [ '/' kind-pattern ]

                          | '/' kind-pattern

                        // pattern request must match for this rule to

                        // apply to it; the first rule that matches is

                        // applied; if dev-pattern part is omitted

                         // value identical to the one used in previous

                        // pattern is assumed

     

            dev-pattern  ::= pattern-str

                        // pattern that device name must match for the

                        // rule to apply.

            kind-pattern ::= pattern-str

                        // pattern that "kind" of memory (provided by

                        // device) must match for the rule to apply.

     

            pattern-str  ::= a non-empty sequence of characters with '?'

                             meaning any character and possible '*' at

                            the end meaning to match the rest of the

                            string

        示例 (whitespace added for better readability):

            cma = r1 = 64M         // 64M区域

                       @512M       // 开始于512M (或尽可能接近)

                       /1M         // 确保内存区域1M对齐

                       :foo(bar);  // 使用带参bar的分配器foo

                  r2 = 64M         // 64M区域

                       /1M;        // 确保内存区域1M对齐

                                  // 使用第一个有效分配器

                  r3 = 64M         // 64M区域

                       @512M       // 开始于512M (或尽可能接近)

                       :foo;       // 使用不带参的分配器foo

     

            cma_map = foo = r1;    // kind==NULL的foo设备使用区域r1

                      foo/quaz = r2;  // OR:

                      /quaz = r2;  // kind == "quaz"的设备foo使用区域r2

                      foo/* = r3;     // OR:

                      /* = r3;        // 任何kinde的设备foo均可使用区域r3

                      bar/* = r1,r2;  // 任何kind的设备bar均可使用区域r1和r2

                      baz?/a* , baz?/b* = r3;

                         // 任何名如baz?且kind为a或b的设备都可以区域r3,其中?代表任意字符

     

    5.2           设备与内存类别

        设备名称来自device结构体。如果一个驱动没有注册为device,那么它是不能使用CMA的(通常,至少提供一个伪设备)。

        无论设备何时申请内存,内存的类别都是一个可选的参数。在很多场景下,这个参数是可以忽略的,但是有时某些设备也可能需要。

        比如:当前有两个内存bank,由于性能的原因,这两个内存bank设备都会使用,那么此时,设备驱动需要为这两个不同的buffer定义两个不同的名称。

                cma=a=32M@0,b=32M@512M cma_map=foo/a=a;foo/b=b

        但是无论何时,驱动分配内存都需要指定为某一个内存区域:

                buffer1 = cma_alloc(dev, 1 << 20, 0, "a");

                buffer2 = cma_alloc(dev, 1 << 20, 0, "b");

        当然,如果需要(比如,当指定的内存已经使用完),需要允许驱动从其他的内存bank中分配。命令行参数可以改为:

                cma=a=32M@0,b=32M@512M cma_map=foo/a=a,b;foo/b=b,a

        换句话说,如果同一个设备在某一个系统上只使用一个内存bank,命令行参数:

                cma=r=64M cma_map=foo/*=r

        驱动无需做出任何更改。

     

    5.3           API接口

        CMA框架为设备提供了四个接口,分配接口cma_alloc():

                unsigned long cma_alloc(const struct device *dev,

                                       const char *kind,

                                       unsigned long size,

                                       unsigned long alignment);

    如果需要,设备可能需要指定对齐规格(这个规格是内存chunk需要满足的),必须是2的幂次或0.而chunks一般至少一PAGE对齐的。(page大小一般为4k)。

    参数kind指定内存区域名称,如果没有指定,则采用NULL。调用示例:

                addr = cma_alloc(dev, NULL, size, 0);

    该函数返回的是物理地址,一般需要判断返回值的有效性:

                unsigned long addr = cma_alloc(dev, size);

                if (IS_ERR_VALUE(addr))

                        return (int)addr;

                /* Allocated */

        (Make sure to include <linux/err.h> which contains the definition of the IS_ERR_VALUE() macro.)

    释放函数cma_put():

                int cma_put(unsigned long addr);

        参数为内存块的物理地址,实现机制是递减引用计数,如果引用计数变为0,则释放该内存块。绝大部分时候,用户无需关注引用计数,只需要简单地调用cma_put()就可以了。

    当该内存块共享给其他的驱动时,就需要调用cma_get()递增引用计数:

                int cma_put(unsigned long addr);

     

      

    最后一个函数是cma_info(),返回分配给指定(dev, kind)的内存缓存区的描述信息。原型如下:

                int cma_info(struct cma_info *info,

                            const struct device *dev,

                            const char *kind);

        通过这个函数可以获取内存区的边间,大小和对应于(dev, kind)内存区的个数。

     

    5.4           分配操作

    为CMA创建一个分配器需要实现四个函数。

    前两个是用来初始化和卸载分配器:

                int  cma_foo_init(struct cma_region *reg);

                void cma_foo_done(struct cma_region *reg);

    第一个函数在平台初始化时调用。结构体cma_region记录了缓存区的起始地址、大小,也会记录经由命令行传入的alloc_params域。

        当调用函数cma_foo_done()时,均认为改缓存区的内存已经全部释放。

        另外两个函数式块分配和释放函数:

                struct cma_chunk *cma_foo_alloc(struct cma_region *reg,

                                               unsigned long size,

                                               unsigned long alignment);

                void cma_foo_free(struct cma_chunk *chunk);

       每一个函数,都是唯一线程访问的。因此,分配器不需要担心并发。

       当分配器已经实现后,剩下的就是注册了,在文件"mm/cma-allocators.h"中定义如下语句:

                CMA_ALLOCATOR("foo", foo)

        第一个foo是命令行使用的分配器的名称,第二个是函数名字。

     

    5.5           平台集成

    在平台初始化过程,会调用函数cma_regions_allocate():

       void cma_regions_allocate(int (*alloc)(struct cma_region *reg));

        会遍历命令行提过所有的内存区并为他们保留内存。只有一个参数cma_region用于保留内存。传入NULL会调用cma_region_alloc()函数来通过bootmem来分配内存。

        平台也会提过cma_defaults()提供默认的cma和cma_map参数:

          int cma_defaults(const char *cma, const char *cma_map)

       

    6.    展望

    在将来,CMA机制能够实现:CMA空闲区域能够用于page cache,文件系统buffer或设备交换区。如此,内存将不再会被浪费。

        因为CMA的内存是经由CMA框架分配和释放的,所以CMA框架能够知道哪些内存分配了,哪些内存释放了。因此,可以跟踪未使用的内存,使得CMA可以将未使用的内存用于其他目的,如page cache,IO缓存,交换缓存等等。

    作者:Younger Liu,

    本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。

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    千次阅读 2012-04-13 15:18:11
    我在这里枉自揣测一下SGI版本的STL在内存分配时的意图吧,SGI的内存分配器一共有两级,二级分配器用于分配小于等于128字节的内存块,如果申请的内存区块大于128字节,就自动使用一级分配器分配。所以说真正问系统要...
  • 理解 glibc malloc:主流用户态内存分配器实现原理

    万次阅读 多人点赞 2016-07-21 23:39:14
    本篇文章主要完成了对《Understanding glibc malloc》的...限于本人翻译水平与专业技术水平(纯粹为了了解内存分配而翻),本文章必定会有很多不足之处,请大家见谅,也欢迎大家的指正! 联系邮箱:974985526@qq.com。
  • 内存分配

    千次阅读 2013-01-24 10:58:25
    到目前为止,我们已经使用过kmalloc和kfree来分配秋释放内存,但Linux内核为我们提供了更加丰富的内存分配原语集。本章我们将介绍设备驱动程序中使用内存的一些其他方法。 kmalloc函数内幕 除非被阻塞,否则这...
  • STL的内存分配器

    千次阅读 2011-04-04 18:34:00
    另一类是内存管理的实现,如linux内核的slab分配器,STL中的allocator实现,以及一些特定于某种对象的内存管理等。最近阅读了一些内存管理实现方面的资料和源码,整理了一下,汇编成一个系列介绍一些常用的内存管理...
  • 一种高效的 C++ 固定内存分配器

    千次阅读 2017-02-14 20:26:19
    英文原文:An Efficient C++ Fixed Block Memory Allocator 翻译作者:码农网 – 苏文鹏 简介 ...自定义固定内存分配器用于解决两种类型的内存问题。第一,全局堆内存分配和释放非常慢而且是
  • slab分配器--Linux内存管理(二十二)

    千次阅读 2016-09-29 22:26:48
    日期 内核版本 架构 作者 GitHub CSDN 2016-09-29 ...2 slab分配器2.1 slab分配器每个C程序员都熟悉malloc, 及其在C标准库中的相关函数. 大多数程序分配若干字节内存时. 经常会调用这些函数.内核也必须
  • 日期 内核版本 架构 作者 GitHub CSDN 2016-09-29 Linux-4.7 X86 & arm gatieme LinuxDeviceDrivers ... 伙伴系统基于一种相对简单然而令人吃惊的强大算法.Linux内核使用二进制伙伴算法来管理和分配物理内

空空如也

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修改器无法分配内存