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reviewmalloc/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(eXecuteInPlace)

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

学会宽容,要有一颗宽容的爱心!

嵌入式/X86下linux系统死机及内存优化

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