1. free
linux系统中，查看当前内存的使用情况，简便的方法是free命令，命令行中free -m，列出系统当前的可用内存、cache/buffer、swap相关信息。
free工具是procps项目提供的标准proc文件系统分析工具，通过读取分析/proc/meminfo，实时的反应当前系统的内存使用情况。项目主页：procps.sourceforge.net
2. 用户态程序中，利用sysinfo系统调用
如果想在程序中实时查看系统当前可用内存情况，可以利用的方法也是多样的。
1.如果是在用户态程序中查看，可以通过“system”系统调用，执行free命令，或是读取/proc/meminfo文件，再做文本处理。
2.当然1的方法不够直观，/proc/meminfo中的信息是系统利用proc文件系统的处理函数获得的，内核代码fs/proc/meminfo.c中实现的。
粗读代码可以发现struct sysinfo这个结构（include/linux/kernel.h中定义）
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struct sysinfo {
long uptime; /* Seconds since boot */
unsigned long loads[3]; /* 1, 5, and 15 minute load averages */
unsigned long totalram; /* Total usable main memory size */
unsigned long freeram; /* Available memory size */
unsigned long sharedram; /* Amount of shared memory */
unsigned long bufferram; /* Memory used by buffers */
unsigned long totalswap; /* Total swap space size */
unsigned long freeswap; /* swap space still available */
unsigned short procs; /* Number of current processes */
unsigned short pad; /* explicit padding for m68k */
unsigned long totalhigh; /* Total high memory size */
unsigned long freehigh; /* Available high memory size */
unsigned int mem_unit; /* Memory unit size in bytes */
char _f[20-2*sizeof(long)-sizeof(int)]; /* Padding: libc5 uses this.. */
};
可以看到该结构中定义了系统的内存使用情况。源码中查询sysinfo，发现有sysinfo这个系统调用，用于查询和获得系统信息。于是在用户态程序中可以采用如下方法：
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#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/kernel.h>
int main()
{
struct sysinfo sys_i;
int err = sysinfo(&sys_i);
printf("\n\nerror code is: %d\n", err);
printf( "free mem:\t%ld\n"
"total mem:\t%ld\n"
"buffer mem:\t%ld\n",
sys_i.freeram, sys_i.totalram, sys_i.bufferram
);
return 0;
}
编译并执行：
~$ gcc -o play test.c
对比执行结果与free的结果：
3. 内核态程序中，利用do_sysinfo中的si_meminfo实现
在内核态中实现，我没有找到很好的方法。通过读代码，找到执行sysinfo系统调用的回调函数sys_sysinfo
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SYSCALL_DEFINE1(sysinfo, struct sysinfo __user *, info)
进一步宏展开SYSCALL_DEFINE1得到验证:
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SYSCALL_DEFINE1(sysinfo, struct sysinfo __user *, info)
{
struct sysinfo val;
do_sysinfo(&val);
if (copy_to_user(info, &val, sizeof(struct sysinfo)))
return -EFAULT;
return 0;
}
核心实现函数为do_sysinfo函数，该函数执行内容过多，为免除不必要操作，只利用与freeram相关的函数操作，即：si_meminfo函数。
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void si_meminfo(struct sysinfo *val)
{
val->totalram = totalram_pages;
val->sharedram = 0;
val->freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
val->bufferram = nr_blockdev_pages();
val->totalhigh = totalhigh_pages;
val->freehigh = nr_free_highpages();
val->mem_unit = PAGE_SIZE;
}
可以看到，sysinfo中的ram相关内容被赋值。写一个内核模块做测试:
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#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/mm.h>
#include <asm/page.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("GuoHongwei");
static int sysinfo_init()
{
struct sysinfo sys;
// int err = do_sysinfo(&sys);
si_meminfo(&sys);
// printk("\n\nerror code is: %ld", err);
printk("free mem is: %ld\n", (sys.freeram << (PAGE_SHIFT - 10)));
return 0;
}
static void sysinfo_exit()
{
printk("exit module sysinfo_test\n");
}
module_init(sysinfo_init);
module_exit(sysinfo_exit);
Makefile：
obj-m := sysinfo_test.o
KERNELDIR = /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
default:
make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean
执行结果如下：
