如何检查 Linux 中内核大页是否启用

简介

在这个实验中，你将学习如何检查 Linux 系统上是否启用并配置了内核大页（Hugepages）。大页是一项内核特性，通过使用更大的内存页，它可以提高内存密集型应用程序的性能。

通过一系列实际操作步骤，你将探索不同的方法来验证大页设置。首先，你将检查 /proc/meminfo 文件，以查看当前大页的统计信息，包括大页总数、空闲大页数、保留大页数以及大页大小。接下来，你将使用 sysctl 命令检查 vm.nr_hugepages 内核参数，该参数表示所需的大页数量。最后，你将检查 /sys/kernel/mm 目录，以进一步了解内核内存管理子系统中的大页配置。通过完成这些步骤，你将深入了解如何确定 Linux 系统上的大页状态。

Skills Graph

检查 /proc/meminfo 中的大页信息

在这一步中，我们将探讨如何检查你的 Linux 系统上当前的大页（Hugepages）配置。大页是 Linux 内核的一项特性，它允许系统使用比默认 4KB 更大的内存页。这可以提高使用大量内存的应用程序（如数据库和虚拟化软件）的性能。

我们可以在 /proc/meminfo 文件中找到有关大页的信息。该文件包含了系统各种与内存相关的统计数据。

如果你还没有打开终端，请打开它。你可以通过点击桌面左侧的 Xfce Terminal 图标来打开终端。

现在，让我们使用 cat 命令查看 /proc/meminfo 的内容。cat 命令用于显示文件的内容。

在终端中输入以下命令并按回车键：

cat /proc/meminfo

此命令会将 /proc/meminfo 文件的全部内容打印到终端。你会看到很多关于系统内存的信息。

为了专门查找大页信息，我们可以使用 grep 命令过滤 cat 的输出。grep 命令用于搜索匹配特定模式的行。

输入以下命令并按回车键：

cat /proc/meminfo | grep HugePages

| 符号称为管道。它将左侧命令（cat /proc/meminfo）的输出作为输入传递给右侧的命令（grep HugePages）。这样，grep 只会在 cat 的输出中进行搜索。

你应该会看到类似以下的行（具体数字可能会有所不同）：

HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB

让我们来详细解释这些行的含义：

• HugePages_Total：系统上配置的大页总数。
• HugePages_Free：当前空闲且可供使用的大页数量。
• HugePages_Rsvd：为未来使用而保留的大页数量。
• HugePages_Surp：超出 vm.nr_hugepages 设置的大页数量（我们将在下一步中查看该设置）。
• Hugepagesize：每个大页的大小。在大多数系统上，这个大小是 2048 kB（2MB）。

在这个环境中，默认的大页总数可能为 0，这在通用系统中很常见。

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使用 sysctl vm.nr_hugepages 验证大页设置

在上一步中，我们查看了 /proc/meminfo 文件以了解当前大页（Hugepages）的使用情况。现在，让我们使用 sysctl 命令来检查控制大页总数的内核参数。

sysctl 命令用于在运行时查看和修改内核参数。内核参数是影响 Linux 内核行为的设置。

我们感兴趣的具体参数是 vm.nr_hugepages。该参数决定了内核应预留的大页总数。

在终端中输入以下命令并按回车键：

sysctl vm.nr_hugepages

此命令将显示 vm.nr_hugepages 内核参数的当前值。

你应该会看到类似以下的输出：

vm.nr_hugepages = 0

这个输出证实了当前大页总数的设置为 0。这与我们在 /proc/meminfo 中看到的 HugePages_Total 也为 0 相匹配。

sysctl 命令是检查和更改内核行为多个方面的强大工具。虽然我们这里只查看了 vm.nr_hugepages，但你可以使用 sysctl -a 探索许多其他参数。

理解像 vm.nr_hugepages 这样的内核参数对于针对特定工作负载调整系统性能非常重要。

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检查 /sys/kernel/mm 中的大页配置

在这最后一步，我们将探索另一个可以获取大页（Hugepages）配置信息的地方：/sys 文件系统。/sys 文件系统提供了一个访问内核数据结构的接口，让我们能够检查，有时还能修改内核对象。

与大页相关的信息可以在 /sys/kernel/mm/transparent_hugepage 目录下找到。透明大页（Transparent Hugepages，THP）是一项功能，它尝试自动使用大页，而无需应用程序进行显式配置。

让我们使用 cd 命令进入这个目录。cd 代表“change directory”（更改目录）。

输入以下命令并按回车键：

cd /sys/kernel/mm/transparent_hugepage

现在我们已经进入了 /sys/kernel/mm/transparent_hugepage 目录，让我们使用 ls 命令列出该目录下的文件。ls 命令用于列出目录的内容。

输入以下命令并按回车键：

ls

你应该会看到类似以下的输出：

defrag  enabled  khugepaged  numa_defrag  shmem_enabled  split_huge_pmd_size  split_huge_pte_size

这些文件代表了透明大页的不同配置选项和状态指示。

让我们使用 cat 命令查看 enabled 文件的内容。这个文件显示了透明大页是启用、禁用，还是处于“madvise”模式（在这种模式下，应用程序可以向内核建议大页的使用方式）。

输入以下命令并按回车键：

cat enabled

你应该会看到类似以下的输出：

[always] madvise never

输出表示当前的设置。[always] 表示当前所有映射都启用了透明大页。

现在让我们查看 defrag 文件。这个文件控制内核是否应该尝试对内存进行碎片整理，以使大页可用。

输入以下命令并按回车键：

cat defrag

你应该会看到类似以下的输出：

[always] defer defer+madvise madvise never

同样，[always] 表示与透明大页相关的内存碎片整理的当前设置。

/sys 文件系统是了解内核内部状态和配置的宝贵资源。探索像 /sys/kernel/mm 这样的目录可以深入了解内存管理。

你现在已经成功地使用三种不同的方法探索了大页信息：/proc/meminfo、sysctl 和 /sys 文件系统。

点击 Continue 完成实验。

总结

在本次实验中，我们学习了如何检查 Linux 系统上是否启用并配置了内核大页（Hugepages）。我们探索了三种实现此目的的方法。首先，我们使用 cat 和 grep 命令检查了 /proc/meminfo 文件，以查看关键的大页统计信息，如 HugePages_Total、HugePages_Free 和 Hugepagesize。

接下来，我们通常会使用 sysctl vm.nr_hugepages 来验证大页设置，并检查 /sys/kernel/mm 目录中的大页配置，尽管在提供的内容中未完整给出这些方法的详细步骤。这些步骤共同展示了如何确定 Linux 系统上大页的当前状态和配置。