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Linux如何分配大頁內(nèi)存？
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Linux系統(tǒng)作為一種優(yōu)秀的開源操作系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用于各種場景。在大數(shù)據(jù)、高性能計(jì)算等領(lǐng)域，Linux系統(tǒng)的性能表現(xiàn)尤為重要。為了提高系統(tǒng)性能，Linux內(nèi)核提供了大頁內(nèi)存的支持。本文將介紹Linux如何分配大頁內(nèi)存。
一、什么是大頁內(nèi)存？
在Linux系統(tǒng)中，一般將內(nèi)存空間分為小的一頁（page）來管理，通常為4KB大小。但是，對于一些需要大量內(nèi)存的應(yīng)用程序或者數(shù)據(jù)集，使用小頁內(nèi)存時，需要頻繁地進(jìn)行內(nèi)存操作，導(dǎo)致CPU緩存失效，內(nèi)存帶寬和效率降低，從而影響系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。而大頁內(nèi)存則是將內(nèi)存分為更大的一頁來管理，一般為2MB或1GB大小，適用于大量數(shù)據(jù)的內(nèi)存操作。使用大頁內(nèi)存可以提高系統(tǒng)效率、減少內(nèi)存對緩存的影響。
二、如何開啟大頁內(nèi)存支持？
1.檢查大頁內(nèi)存支持
在Linux系統(tǒng)中，可以通過/proc/cpuinfo文件來確定硬件平臺是否支持大頁內(nèi)存。使用如下命令：
$ grep -E “(pdpe1gb|pdpe1gb|pdpe1gb)” /proc/cpuinfo
若輸出包含上述名稱，則表示硬件平臺支持大頁內(nèi)存。
2.開啟大頁內(nèi)存支持
使用下列命令開啟大頁內(nèi)存支持：
$ echo 1 > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
將配置永久保存：
$ echo “echo always > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled” >> /etc/rc.local
重啟系統(tǒng)以使配置生效。
三、如何分配大頁內(nèi)存？
在Linux系統(tǒng)中，可以通過mmap()函數(shù)和hugetlbfs文件系統(tǒng)來分配大頁內(nèi)存。
1.mmap()函數(shù)
mmap()函數(shù)是一種通用的內(nèi)存映射方法，支持文件和匿名（anonymous）方式的內(nèi)存映射。通過mmap()函數(shù)，可以使用特定的標(biāo)志MAP_HUGETLB來分配大頁內(nèi)存。使用方法如下：
#include
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
其中flags參數(shù)需要指定MAP_HUGETLB以啟用大頁內(nèi)存支持。例如：
void *addr = mmap(NULL, 2 * 1024 * 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_HUGETLB, -1, 0);
該代碼將分配2MB的大頁內(nèi)存，返回映射到該地址的指針。
2.hugetlbfs文件系統(tǒng)
hugetlbfs是一種特殊的文件系統(tǒng)，用于支持大頁內(nèi)存的分配。在Linux系統(tǒng)中，可以使用mount命令將hugetlbfs文件系統(tǒng)掛載到指定目錄下，然后利用該文件系統(tǒng)來分配大頁內(nèi)存。
使用如下命令掛載hugetlbfs文件系統(tǒng)：
$ mkdir /mnt/hugepage
$ mount -t hugetlbfs nodev /mnt/hugepage
然后，通過在/mnt/hugepage/目錄下創(chuàng)建一個特定大小的文件，可以分配大頁內(nèi)存。例如：
$ echo 4 > /sys/devices/system/node/node0/hugepages/hugepages-2023kB/nr_hugepages
該命令會在節(jié)點(diǎn)node0上分配4個2MB的大頁，可以在/mnt/hugepage/目錄下找到相關(guān)文件。使用普通的文件操作即可使用分配的大頁內(nèi)存。
四、大頁內(nèi)存的使用注意事項(xiàng)
1.大頁內(nèi)存的分配適用于需要大量內(nèi)存的操作，但是分配過多的大頁內(nèi)存會導(dǎo)致內(nèi)存浪費(fèi)，影響系統(tǒng)性能。
2.大頁內(nèi)存的使用需要特殊的權(quán)限，需要以root身份運(yùn)行。
3.使用大頁內(nèi)存時需要特別注意內(nèi)存對齊，以保障更優(yōu)的性能表現(xiàn)。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- linux oracle 為什么要使用大頁
linux oracle 為什么要使用大頁
設(shè)置了大頁，但陸空沒被Oracle使用，原因只有兩個：
（1）、SGA_MAX_SIZE超過了大頁
（2）、沒有設(shè)置內(nèi)存鎖
內(nèi)存：是進(jìn)程活動的舞臺，ORACLE數(shù)據(jù)庫在弊胡startup時會自動去查找是否設(shè)置有大頁。租悉攔
如有，在大頁中分配SGA。
如沒有，則正常使用默認(rèn)數(shù)據(jù)塊大小啟動。
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