前言：

上一篇介紹了軟件層面上的內(nèi)存，并沒有涉及很多底層的原理；但在實際工程中，部署一個項目往往需要考慮內(nèi)存的占用，這里的內(nèi)存也就是嵌入式板子上的內(nèi)存；本篇文章就簡單介紹一下嵌入式端的一個內(nèi)存管理；

一、Linux內(nèi)核系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

主要分為五大模塊：

本次主要講解內(nèi)存管理模塊，其他模塊不做介紹；

二、查看Linux內(nèi)存

在Linux環(huán)境下，可通過free -m查看內(nèi)存使用情況；

下圖是一臺rk3326機器的內(nèi)存情況：

• Mem：表示物理內(nèi)存統(tǒng)計；
• total：表示物理內(nèi)存總量（used + free）；
• used：表示總計分配給緩存（包含buffers與cache）使用的內(nèi)存數(shù)量，但其中部分緩存并未實際使用；
• free：未被分配的內(nèi)存；
• shared：內(nèi)存共享；
• buffers：系統(tǒng)分配但未被使用的buffers數(shù)量；
• cached：系統(tǒng)分配但未被使用的cache數(shù)量；
• -/+ buffers/cache：表示物理內(nèi)存的緩存統(tǒng)計；
• Swap：表示硬盤上交換分區(qū)的使用情況；
  

1.cache

cache的作用不同于buffer，它的速度極快，當進行底層優(yōu)化的時，可能要編寫基于cache的內(nèi)存管理程序；它是直接與CPU交互的，不用走DDR；

思考以下哪種循環(huán)效率高：

// 第一種循環(huán)
int arr[10][100];

for (i = 0;, i < 10; i++)
 for (j = 0; j < 100; j++)
  arr[i][j] = 8;
  
// 第二種循環(huán)
for (i = 0; i <100; i++)
 for (j = 0; j < 10; j++)
  arr[j][i] = 8;

從硬件層面來看，第二種的效率最高，因為內(nèi)存的跳轉(zhuǎn)相對少了很多，所以我們需要注意在嵌套循環(huán)中，盡量把大的循環(huán)寫在內(nèi)層；

2.buffer

buffer是緩沖區(qū)，作用是開辟一塊地址空間，可以將程序需要用到的內(nèi)存空間先開辟好，有了buffer可以避免在快速讀寫時候的問題；

cache和buffer的一個區(qū)別：

• cache：把讀取過來的數(shù)據(jù)保存起來，重新讀取時若命中，則不需要再去硬盤讀取；其中的數(shù)據(jù)會根據(jù)讀取頻率進行篩選，把頻繁讀取的數(shù)據(jù)放在最容易找到的位置，把不在讀取的數(shù)據(jù)往后排，直到刪除，這也是LRU緩存算法的原理；
• buffer：是根據(jù)磁盤的讀寫設(shè)計的，把分散的寫操作集中進行，減少磁盤碎片和硬盤的反復(fù)尋道，從而提高系統(tǒng)性能；
  

三、內(nèi)存補齊

在很多嵌入式板子上都有內(nèi)存對齊的處理；

思考下以下結(jié)構(gòu)占用的內(nèi)存：

struct A{
 char a;  // 1
 char b;  // 1
 int c;  // 4
}

根據(jù)CPU的分配機制，在64位機器上占用8個字節(jié)，這也是做了一些對齊處理；

不僅僅是內(nèi)存，一些板子（例如昇騰310）會對圖像數(shù)據(jù)進行對齊，圖像的分辨率要滿足硬件支持的倍數(shù)，這樣才能做到高效處理；

總結(jié)：

本篇只是對上一篇內(nèi)存的一個補充，主要講解Linux中的內(nèi)存；這部分對于一些端側(cè)部署的伙伴來說比較重要，推薦針對不同的板子，還是需要先閱讀API文檔，了解關(guān)于內(nèi)存的API后再進行代碼的開發(fā)；