在Linux的"free"命令的输出结果中，有一项是"available"(对应"/proc/meminfo"中的"MemAvailable")，它是对启动一个新应用的“可使用内存”的 估算 。在一次实验中，我偶然发现了它出现的变化。

这篇文章介绍过"watermark_scale_factor"，它的默认值是10，最大允许值是1000。笔者为了增加kswapd的启动次数(更积极地回收内存)，就把它调到了1000，结果发现"available"这一项产生了巨大的变化，但其他几项的数据都没有任何改变：

真的是由于设置watermark的参数引起的吗？试着把它改回去：

看来还真是，但这是为什么呢？还得从"available"内存的计算方法说起，其对应的函数实现是 si_mem_available ()：

long si_mem_available(void)

{

// free - ( lowmem reserve + high watermark )

available = global_zone_page_state(NR_FREE_PAGES) - totalreserve_pages;

// zone low watermark

for_each_zone(zone)

wmark_low += low_wmark_pages(zone);

// part of page cache

pagecache = pages[LRU_ACTIVE_FILE] + pages[LRU_INACTIVE_FILE];

available += pagecache - min(pagecache / 2, wmark_low);;

// other reclaimable

reclaimable = global_node_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE) +

global_node_page_state(NR_KERNEL_MISC_RECLAIMABLE);

available += reclaimable - min(reclaimable / 2, wmark_low);

return available;

}

一般认为，空闲的内存一定是可用的，其实并不尽然，因为有zone watermark和lowmem reserve的存在。前者作为启动内存回收的watermark依据存在，而后者主要是为了避免被高位zone在fallback时过度挤压自己的内存而reserve。

所有zones的wmark_high值之和，加上lowmem reserve，就构成了totalreserve_pages，这部分内存虽然未被分配，但不能算在"available"的范畴里。

这就是为什么在本文开头的实验中，调整zone watermark参数会引起"available"值的变化，因为它导致"high"相对于"min"的值增大，而"min"值不变，所以"high"值增大，进而使"available"的值减小。

内存已经被分配，但经过内存回收后可以释放的部分，也属于“可用内存”。Page cache和anonymous pages中都存在可被回收的部分，但page cache由于存在后备文件，回收的时候不需要像anonymous pages那样向磁盘申请swap space空间，而且只读的page cache甚至都不用writeback，直接discard即可，所以通常优先回收file-backed的page cache。

swapping操作不光更加耗时，而且必须要有swap分区才能将anonymous pages换出，这在某些系统上是没法满足的。因此，"available"的计算并没有把anonymous pages中可回收的部分考虑进去。

但page cache中也存在一些内存是 不可回收 的(unreclaimable)的，包括：

内核自己使用的页面通常不会被回收。内核本身不需要很多的内存，而且这些内存的使用频率很高，回收内核内存增加的复杂度往往超过回收带来的益处。

被临时lock的页面，比如将页面添加到page cache或从page cache移除时，页面正在write back同步时，为了互斥，都需要通过lock_page()将页面暂时锁住。被lock的内存数量可通过"/proc/meminfo"中的"Mlocked"查看，它同时也属于"Unevictable"的LRU链表的一部分。

flag被设置为PG_reserved的页面。

但要精确统计这些不可回收的page cache比较困难，因此采用估算的方法，以page cache的一半和"wmark_low"中偏小的那个值，作为保留不被回收的page cache大小。此外，slab中的一部分内存也是可以回收的。

因此，"available"的内存主要包括了：空闲内存减去所有zones的lowmem reserve和high watermark，再加上page cache和slab中可以回收的部分。

参考：

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