9.1 真实操作系统内存使用情况

（00:00 - 03:32 在对前两个lab提问，与内容无关故跳过）

今天课程的内容是中断。但是在具体介绍中断之前，我想先回顾一下上周一些有趣的内容。因为上周的课程主要是讲内存，我们收到了很多内存相关的问题。我想先讨论一下内存是如何被真实的操作系统（而不是像XV6这样的教学操作系统）所使用。

下图是一台Athena计算机（注，MIT内部共享使用的计算机）的top指令输出。如果你查看Mem这一行，

首先是计算机中总共有多少内存（33048332），如果你再往后看的话，你会发现大部分内存都被使用了（4214604 + 26988148）。但是大部分内存并没有被应用程序所使用，而是被buff/cache用掉了。这在一个操作系统中还挺常见的，因为我们不想让物理内存就在那闲置着，我们想让物理内存被用起来，所以这里大块的内存被用作buff/cache。可以看到还有一小块内存是空闲的（1845580），但是并不多。

以上是一个非常常见的场景，大部分操作系统运行时几乎没有任何空闲的内存。这意味着，如果应用程序或者内核需要使用新的内存，那么我们需要丢弃一些已有的内容。现在的空闲内存（free）或许足够几个page用，但是在某个时间点如果需要大量内存的话，要么是从应用程序，要么是从buffer/cache中，需要撤回已经使用的一部分内存。所以，当内核在分配内存的时候，通常都不是一个低成本的操作，因为并不总是有足够的可用内存，为了分配内存需要先撤回一些内存。

另外，我这里将top的输出按照RES进行了排序。如果你查看输出的每一行，VIRT表示的是虚拟内存地址空间的大小，RES是实际使用的内存数量。从这里可以看出，实际使用的内存数量远小于地址空间的大小。所以，我们上节课讨论的基于虚拟内存和page fault提供的非常酷的功能在这都有使用，比如说demand paging。

有关这台机器的其它信息还有：

• 即使它有103个用户登录进来了，它的负载还是很低

• 它有许多许多的进程

• 这台机器已经运行了249天，我们的XV6系统或许运行不了这么久

这里想传达的信息：大部分内存都被使用了，并且RES内存远小于VIRT内存。