嵌入式/X86下linux系统死机及内存优化
一. CPU 过高或死锁导致系统卡死
1. CPU占用过高
(1)开线程太多导致CPU占用过高,系统卡死
解决:优化应用层业务逻辑,有些业务不必开线程就不开
(2)频繁清缓存导致读spi-flash频繁,引起CPU过高
解决:在内核中文件系统部分进行处理,不去清缓存,然后在应用层用后台服务进程清缓存。这样可能导致系统内存不够用,这样就需要再对系统内存进行优化
2. CPU死锁
(1)Spinlock+死等导致死锁
(2)应用层pthread_mutex_lock死锁
3. CPU过热导致系统启动失败
(1)CPU超过BIOS的设定阈值导致内核启动失败
(2)CPU确实太热,加风扇、扇热片,或者对结构进行优化
4. 灰尘太多、环境恶劣等因素导致电源异常
二. 内存问题导致系统死机
1. 虚拟内存耗尽
(1)线程开太多,导致虚拟内存到达3G,出现主程序挂死,但系统不会死机
确认方法:假如系统进程号为pid,那么查看/proc/pid/status可以看到开的线程数及虚拟、物理内存。另外用top也可以看到虚拟内存或物理内存,有的Busybox编译问题,看不到物理内存占用情况,这样就要根据/proc/pid/status,或者查看如下字段:
cat /proc/pid/stat | awk -F" " '{print "virt:"$23}'
cat /proc/pid/stat | awk -F" " '{print "rss:"$24}'
解决方法:调整应用层策略,可不开的线程就不开
2. 物理内存耗尽(OOM)
(1)这种一般都是内存泄露问题
确认方法:
A. 通过top确认物理内存增长情况
B. 通过/proc/pid/status统计物理内存增长情况,或者/proc/pid/stat
解决方法:
(1)通过review malloc/free来解决
(2)通过工具检查valgrind、oprofile、perf等工具
(3)静态检查工具:flint、pclint
(2)确实物理内存不够用
解决方法:内存优化
3. 内存碎片过多,伙伴系统大块内存耗尽
这是系统会出现内存OOM,通过OOM或者/proc/sysrq-tigger可以看到伙伴系统、slab缓存的内存分布情况,根据使用地方进行优化。
我们出现过一个问题,CPU过高时产生大量内存碎片,而CPU过高是因为清缓存后CPU读flash导致,CPU读flash到内存会产生内存碎片,这样可以通过CPU清缓存的时机来解决,或者就不去清缓存。
其他内存碎片处理方法:
三. 硬件问题
(1)外接串口一端悬空产生天线效应导致串口中断过多
(2)SIO信号干扰导致大量中断产生,系统卡住
四. 开机速度优化方法
(1)精简内核业务,没有用到的模块可以不编译进去,这种模块还是很多的
(2)将可以开机后加载的驱动编译成ko单独加载
(3)通过编译器编译选项优化
(4)增加flash的读取速度,调整flash时钟
(5)使用非压缩内核
(6)关闭串口打印输出
(7)XIP技术(eXecute In Place)
内核XIP:直接在flash/ROM中运行内核,或者使用非压缩内核vmlinux肯定比zImage、uImage快
文件系统XIP:比如cramfs文件系统,只把用到的部分读取到RAM中,要比jiffs2节省时间
(8)图形界面系统采用直接写framebuff,而不用C++/QT的GUI
五. 内存优化方法
(1)物理内存实在不够,即使没有内存泄露也不够,考虑交换内存
(2)优化数据结构,合理申请内存
(3)在适当的时间进行内存回收
(4)堆内存最小单位为16字节所以应尽量减少小块内存的申请,避免内存浪费
(5)调整M_MMAP_THRESHOLD,降低mmap的门槛,会降低内存空洞的风险,但也会增加系统调用,降低性能。
(6)调整M_TRIM_THRESHOLD,减少堆顶连续内存门槛,释放更多的堆顶内存。
(7)使用ptmalloc工具、oprofile、valgrind、perf等工具优化
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