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在开展系统安全检查的过程中#xff0c;除了收集cpu信息#xff0c;我们还需要收集内存信息。在Linux中#xff0c;获取内存信息的命令很多#xff0c;这里我们着重研究 cat /proc/mem命令。
1 cat /proc/mem命令 /proc/meminfo 文件提供了有关系统内存的使用情况… 0 前言
在开展系统安全检查的过程中除了收集cpu信息我们还需要收集内存信息。在Linux中获取内存信息的命令很多这里我们着重研究 cat /proc/mem命令。
1 cat /proc/mem命令 /proc/meminfo 文件提供了有关系统内存的使用情况报告。
当我们想找出已用和可用内存、交换空间或缓存和缓冲区等统计信息时我们可以分析此文件的内容。
需要注意的是在这个文件中除了基本信息之外还有更多数据。
[purpleendurer bash ~ ] cat /proc/meminfo
MemTotal: 3855952 kB
MemFree: 2040864 kB
MemAvailable: 3356504 kB
Buffers: 39224 kB
Cached: 1400764 kB
SwapCached: 0 kB
Active: 86028 kB
Inactive: 1536020 kB
Active(anon): 244 kB
Inactive(anon): 182156 kB
Active(file): 85784 kB
Inactive(file): 1353864 kB
Unevictable: 0 kB
Mlocked: 0 kB
SwapTotal: 0 kB
SwapFree: 0 kB
Dirty: 96 kB
Writeback: 0 kB
AnonPages: 179504 kB
Mapped: 215608 kB
Shmem: 336 kB
KReclaimable: 123612 kB
Slab: 148076 kB
SReclaimable: 123612 kB
SUnreclaim: 24464 kB
KernelStack: 2912 kB
PageTables: 2984 kB
NFS_Unstable: 0 kB
Bounce: 0 kB
WritebackTmp: 0 kB
CommitLimit: 1927976 kB
Committed_AS: 482236 kB
VmallocTotal: 34359738367 kB
VmallocUsed: 16208 kB
VmallocChunk: 0 kB
Percpu: 1016 kB
HardwareCorrupted: 0 kB
AnonHugePages: 104448 kB
ShmemHugePages: 0 kB
ShmemPmdMapped: 0 kB
FileHugePages: 0 kB
FilePmdMapped: 0 kB
DupText: 0 kB
MemZeroed: 0 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB
Hugetlb: 0 kB
DirectMap4k: 51896 kB
DirectMap2M: 2945024 kB
DirectMap1G: 1048576 kB
[purpleendurer bash ~ ] 在不同版本的Linux系统中命令返回的信息项也各有不同。
序号信息项信息值说明1MemTotal:3855952 kB 系统所有可用RAM数量 total usable RAM。 系统从加电开始到引导完成BIOS等要保留一些内存内核要保留一些内存最后剩下可供系统支配的内存就是MemTotal。这个值在系统运行期间一般是固定不变的。 2MemFree:2040864 kB 系统层面留着未分配的内存数量。free RAM, the memory which is not used for anything at all 3MemAvailable:3356504 kB 可以分配给应用程序使用的内存数量available RAM, the amount of memory available for allocation to any process。 系统中有些内存虽然已被使用但是可以回收的比如cache/buffer、slab都有一部分可以回收所以MemFree不能代表全部可用的内存这部分可回收的内存加上MemFree才是系统可用的内存即MemAvailable≈MemFreeBuffersCached它是内核使用特定的算法估算出来的并不精确。 4Buffers:39224 kB 内存中的临时存储元素通常不超过 20 MBtemporary storage element in memory, which doesn’t generally exceed 20 MB。 文件缓冲区的大小。 块设备(block device)所占用的特殊file-backed pages包括直接读写块设备以及文件系统元数据(metadata)比如superblock使用的缓存页。Buffers内存页同时也在LRU list中被统计在Active(file)或Inactive(file)之中。 5Cached:1400764 kB 页面缓存大小从磁盘读取的文件的缓存其中还包括 tmpfs 和 shmem但不包括 SwapCachedpage cache size (cache for files read from the disk), which also includes tmpfs and shmem but excludes SwapCached 被高速缓冲存储器cache memory使用的内存数量 Cached diskcache - SwapCache。 用户进程的内存页分为两种file-backed pages与文件对应的内存页和anonymous pages匿名页比如进程的代码、映射的文件都是file-backed而进程的堆、栈都是不与文件相对应的、就属于匿名页。file-backed pages在内存不足的时候可以直接写回对应的硬盘文件里称为page-out不需要用到交换区(swap)而anonymous pages在内存不足时就只能写到硬盘上的交换区(swap)里称为swap-out。 6SwapCached:0 kB 最近使用的交换内存可提高 I/O 的速度recently used swap memory, which increases the speed of I/O 被高速缓冲存储器cache memory使用的交换空间大小已经被交换出来的内存但仍然被存放在swapfile中。用来在需要的时候很快的被替换而不需要再次打开I/O端口。 SwapCached包含的是被确定要swap-out但是尚未写入交换区的匿名内存页。 SwapCached内存页会同时被统计在LRU或AnonPages或Shmem中它本身并不占用额外的内存。 7Active:86028 kB 最近使用的内存不太适合回收用于新应用程序memory that has been used more recently, not very suitable to reclaim for new applications。 处于活跃状态中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小除非非常必要否则不会被移作他用。 ActiveActive(anon) Active(file)。 LRU是一种内存页回收算法Least Recently Used,最近最少使用。LRU认为在最近时间段内被访问的数据在以后被再次访问的概率要高于最近一直没被访问的页面。于是近期未被访问到的页面就成为了页面回收的第一选择。Linux kernel会记录每个页面的近期访问次数然后设计了两种LRU list: active list 和 inactive list, 刚访问过的页面放进active list长时间未访问过的页面放进inactive list回收内存页时直接找inactive list即可。另外内核线程kswapd会周期性地把active list中符合条件的页面移到inactive list中。 8Inactive:1536020 kB 最近未使用的内存更适合回收用于新应用程序memory that hasn’t been used recently, more suitable to reclaim for new applications。 处于非活跃状态中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小可能被用于其他途径。 InactiveInactive(anon) Inactive(file)) 9Active(anon):244 kB处于活跃状态、与文件无关的内存比如进程的堆栈用malloc申请的内存(anonymous pages),anonymous pages在发生换页时是对交换区进行读/写操作。10Inactive(anon):182156 kB处于非活跃状态、与文件无关的内存比如进程的堆栈用malloc申请的内存11Active(file):85784 kB处于活跃状态、与文件关联的内存比如程序文件、数据文件所对应的内存页(file-backed pages) File-backed pages在发生换页(page-in或page-out)时是从它对应的文件读入或写出12Inactive(file):1353864 kB处于非活跃状态、与文件关联的内存比如程序文件、数据文件所对应的内存页13Unevictable0 kB 用户空间消耗的不可回收内存数量。因为种种原因无法回收(page-out)或者交换到swap(swap-out)的内存页。 Unevictable LRU list上是不能pageout/swapout的内存页包括VM_LOCKED的内存页、SHM_LOCK的共享内存页同时被统计在Mlocked中、和ramfs。在unevictable list出现之前这些内存页都在Active/Inactive lists上vmscan每次都要扫过它们但是又不能把它们pageout/swapout这在大内存的系统上会严重影响性能unevictable list的初衷就是避免这种情况的发生。 14Mlocked0 kB 被系统调用mlock()锁定到内存中的页面大小。 Mlocked页面是不可收回的。被锁定的内存因为不能pageout/swapout会从Active/Inactive LRU list移到Unevictable LRU list上。 Mlocked与以下统计项重叠LRU UnevictableAnonPagesShmemMapped等。 15SwapTotal0 kB交换空间的总大小16SwapFree0 kB未被分配的交换空间大小17Dirty96 kB memory that currently waits to be written back to the disk 等待被写回到磁盘的内存大小。 Dirty并不包括系统中全部的dirty pages需要再加上另外两项NFS_Unstable 和 WritebackNFS_Unstable是发给NFS server但尚未写入硬盘的缓存页Writeback是正准备回写硬盘的缓存页。 18Writeback0 kB正在被写回到磁盘的内存大小。19AnonPages179504 kB未映射页的内存大小20Mapped215608 kB设备和文件等映射的大小21Shmem336 kB共享内存和 tmpfs 文件系统使用的量22KReclaimable123612 kB内核分配的内存内存压力下可回收包括 SReclaimable23Slab148076 kB内核数据结构缓存的大小可以减少申请和释放内存带来的消耗24SReclaimable123612 kB可收回Slab的大小25SUnreclaim24464 kB不可收回Slab的大小SUnreclaimSReclaimableSlab26KernelStack2912 kB内核栈常驻内存,每一个用户线程都会分配一个kernel stack27PageTables2984 kB管理内存分页页面的索引表的大小28NFS_Unstable0 kBNFS_Unstable已写入磁盘但尚未提交到稳定存储的网络文件系统页面始终为零29Bounce0 kB退回缓冲区的内存量退回缓冲区是使设备能够复制和写入数据的低级内存区域30WritebackTmp0 kBFUSE 模块使用的写回临时缓冲区31CommitLimit1927976 kB当前可在系统上分配的数量。根据超额分配比率vm.overcommit_ratio这是当前在系统上分配可用的内存总量这个限制只是在模式2(vm.overcommit_memory)时启用。CommitLimit用以下公式计算CommitLimit vm.overcommit_ratio*物理内存交换例如在具有1G物理RAM和7G swap的系统上当vm.overcommit_ratio 30时 CommitLimit 7.3G32Committed_AS482236 kB目前已在系统上分配的内存量。是所有进程申请的内存的总和即使所有申请的内存没有被完全使用例如一个进程申请了1G内存仅仅使用了300M但是这1G内存的申请已经被 committed给了VM虚拟机进程可以在任何时间使用。如果限制在模式2(vm.overcommit_memory)时启用分配超出CommitLimit内存将不被允许33VmallocTotal34359738367 kB用于分配几乎连续内存的 vmalloc 内存空间的总大小34VmallocUsed16208 kB已用 vmalloc 内存空间的大小35VmallocChunk0 kBvmalloc 内存的最大可用连续块36Percpu1016 kB用于percpu接口分配的内存37HardwareCorrupted0 kB内核发现已损坏的内存38AnonHugePages104448 kB映射到页表中的匿名非文件大页面。Transparent Huge Pages 缩写 THP 这个是 RHEL 6 开始引入的一个功能在 Linux6 上透明大页是默认启用的。由于 Huge pages 很难手动管理而且通常需要对代码进行重大的更改才能有效的使用因此 RHEL 6 开始引入了 Transparent Huge Pages THP THP 是一个抽象层能够自动创建、管理和使用传统大页。THP 为系统管理员和开发人员减少了很多使用传统大页的复杂性 , 因为 THP 的目标是改进性能 , 因此其它开发人员 ( 来自社区和红帽 ) 已在各种系统、配置、应用程序和负载中对 THP 进行了测试和优化。这样可让 THP 的默认设置改进大多数系统配置性能。但是 , 不建议对数据库工作负载使用 THP 。这两者最大的区别在于 : 标准大页管理是预分配的方式而透明大页管理则是动态分配的方式。39ShmemHugePages0 kB共享内存和具有大页面的 tmpfs 文件系统使用的量40ShmemPmdMapped0 kB具有大页面的用户空间映射共享内存userspace-mapped shared memory with huge pages41FileHugePages0 kB为大页面分配的页面缓存消耗的内存memory consumed by page cache allocated with huge pages42FilePmdMapped0 kB在用户空间中分配了大页面的映射页面缓存43DupText0 kB-44MemZeroed0 kB-45HugePages_Total0大页面池的总大小。Huge pages(标准大页) 是从 Linux Kernel 2.6 后被引入的目的是通过使用大页内存来取代传统的 4kb 内存页面 以适应越来越大的系统内存让操作系统可以支持现代硬件架构的大页面容量功能。46HugePages_Free0未分配的大页面数量47HugePages_Rsvd0用于从池中分配的保留大页数这保证了在发生意外行为时为进程分配48HugePages_Surp0/proc/sys/vm/nr_hugepages中超过特定基值的剩余大页数number of surplus huge pages above a specific base value in /proc/sys/vm/nr_hugepages49Hugepagesize2048 kB大页面的默认大小the default size of huge pages50Hugetlb0 kB 为各种大小的大页面分配的内存总量the total amount of memory allocated for huge pages of all sizes。 DirectMap所统计的不是关于内存的使用而是一个反映TLB效率的指标。TLB(Translation Lookaside Buffer)是位于CPU上的缓存用于将内存的虚拟地址翻译成物理地址由于TLB的大小有限不能缓存的地址就需要访问内存里的page table来进行翻译速度慢很多。为了尽可能地将地址放进TLB缓存新的CPU硬件支持比4k更大的页面从而达到减少地址数量的目的 比如2MB4MB甚至1GB的内存页视不同的硬件而定。所以DirectMap其实是一个反映TLB效率的指标。 51DirectMap4k51896 kB内核映射的以 4 kB 页为单位的内存总量the total amount of memory mapped by the kernel in 4 kB pages52DirectMap2M2945024 kB内核映射的以 2 MB 页为单位的内存总量the total amount of memory mapped by the kernel in 2 MB pages53DirectMap1G1048576 kB内核映射的以1GB 页为单位的内存总量 参考1.The /proc/meminfo File in Linux | Baeldung on Linux 2.linux内存占用分析之meminfo - 个人文章 - SegmentFault 思否 3.解释 Red Hat Enterprise Linux 的 /proc/meminfo 和 free 输出 - Red Hat Customer Portal
