free() 不释放嵌入式 linux 中的内存。答案

【问题标题】：free() not freeing memory in embedded linux.free() 不释放嵌入式 linux 中的内存。
【发布时间】：2014-01-29 14:28:19
【问题描述】：

我在嵌入式 Linux 中使用 malloc() 分配了内存（大约 10 MB）。并检查了可用内存为 67080 kB，但即使使用 free() 释放它，它仍然保持不变。只有在应用程序终止后，内存才能再次可用。 free() 是否不会使释放的内存对系统可用，如果是如何使其可用。

【问题讨论】：

这取决于 malloc 的实现，但通常会有一个内部池，因此您可能看不到释放指针的任何立竿见影的效果。
可能重复：stackoverflow.com/questions/5365996/…
当您free 内存时，系统仍会为您保留它，以防您需要再次分配它（因此它不必重做内存映射表）。系统会在需要时占用内存。
请注意，如果您正在运行一种（越来越常见的）uClinux 或其他非 MMU 嵌入式 Linux 配置，则将内存返回到系统变得更加困难。
@Chris：是的，我正在使用嵌入式 Linux（类似于 uClinux 的定制版本）。

标签： c free embedded-linux

【解决方案1】：

free 是一个 libc 库调用。它将堆空间标记为可重用。它不保证关联的虚拟映射将被释放。只有在您的操作系统释放脏虚拟映射后，该内存才会再次在系统范围内释放。这只会发生在页面块中。

此外，如果您使用 malloc 和家人分配内存并且没有使用它，那么在此之前它实际上并没有消耗物理内存 - 所以释放它不会有任何作用。

【讨论】：

谢谢。我需要其他信息。有什么方法可以让系统在应用程序中使用释放的内存？
@Satchit 只有系统调用可以做到这一点。为此，您需要手动使用mmap/munmap 管理内存分配。 madvise/MAP_DONTNEED 也可以在有效映射上执行此操作。请注意，这些系统调用仅适用于系统页面块中的分配。检查sysconf(SC_PAGESIZE) 的系统页面大小。
我这样使用它 int* mem = (int*)mmap(NULL, 40960, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED, -1, 0); retval = munmap(mem, 40960);我的页面大小是 4096 字节。但仍然没有释放。我应该以不同的方式使用 mmap 吗？
@Satchit 你真的把那个内存分页了吗？如果您 mmap 内存，但不使用它，那么它也不会消耗任何 RAM。在每一页上写一些东西以使它们变脏。或者将MAP_POPULATE 传递给mmap，但这在不同的操作系统上具有不同的行为。
我已经使用了内存，只是用一些值初始化它。实际上我正在使用 cat /proc/meminfo 来查看可用空间。

【解决方案2】：

free() 是否不会使释放的内存可供系统使用。

不，通常不会。 malloc() 通常通过低级别的sbrk() 或mmap() 调用向操作系统请求内存。一旦分配给应用程序，free() 只是将内存返回到属于应用程序的内存池。也就是说，它不会返回给操作系统以供其他进程使用。（尽管在某些情况下有一些启发式方法可以这样做）。

如果有交换空间，问题就不会那么严重了，操作系统将换出应用程序未使用的内存，为所需的额外物理内存腾出空间。

如果是，如何使其可用。

退出应用程序。

或者您需要编写自己的内存分配器来执行此操作。（在一般情况下，这不是一件容易的事，特别是如果您不想牺牲开销和速度）。

对于一个相对较大的 10MB 单块，您可以简单地使用 mmap() 请求匿名内存，当您 munmap() 那块内存时，内存将被释放回操作系统。

【讨论】：

我这样使用它 int* mem = (int*)mmap(NULL, 40960, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED, -1, 0); retval = munmap(mem, 40960);仍然没有被释放到系统..请提出建议。
@Satchit 在这里当然可以，虽然不需要 MAP_SHARED，但请使用 MAP_PRIVATE。但是，您将很难确定 40kb 是否已返回给操作系统，它只需要几次库调用，然后您的进程可能突然映射了更多内存（例如写入标准输出），并且整体内存统计信息会波动超过 40kb。你如何确定它不起作用？尝试使用您提到的 10Mb。确保检查 munmap() 是否成功。

【解决方案3】：

取自 malloc 3 手册页：

通常，malloc() 从堆中分配内存，并调整使用 sbrk(2) 根据需要设置堆的大小。分配块时大于 MMAP_THRESHOLD 字节的内存，glibc malloc() 实现将内存分配为私有匿名映射使用 mmap(2)。 MMAP_THRESHOLD 默认为 128 kB，但使用 mallopt(3) 进行调整

您可以尝试修改 MMAP_THRESHOLD，以便通过使用 malloc 调用 mmap。如果你这样做，free 保证通过 mmap 分配的内存将在你释放后立即返回给系统。

【讨论】：

即使我使用了 40 KB 的内存，它仍然没有释放给系统。
虽然不一定与观察到的解除分配行为相关，但值得注意的是嵌入式系统不一定使用 glibc，较小的替代方案可能具有或可能不具有类似的分配行为。

【解决方案4】：

您的 malloc() 调用从系统获取内存，并维护一个堆数据结构以跟踪进程中已使用和空闲的内存。您的 free() 调用将内存返回到堆中，在那里它们被标记为空闲，但它们仍然是进程内存的一部分。

如果您希望内存释放以将页面返回给系统，则必须编写自己的内存管理器，但请记住，它只能在正确的条件下完全释放内存：这取决于您的应用程序的行为，您的分配和解除分配是否跨越页面边界和干净地碎片整理等。您需要了解应用程序的内存分配行为以了解这是否有任何好处。

【讨论】：