本文主要分析/proc/meminfo文件的各種輸出信息的具體含義。
一、MemTotal
MemTotal對應當前系統中可以使用的物理內存。
這個域實際是對應內核中的totalram_pages這個全局變量的，定義如下：
unsigned long totalram_pages __read_mostly;
該變量表示當前系統中Linux內核可以管理的所有的page frame的數量。注意：這個值並不是系統配置的內存總數，而是指操作系統可以管理的內存總數。
內核是如何得到totalram_pages這個值的呢？是在初始化的過程中得到的，具體如下：我們知道，在內核初始化的時候，我們可以通過memblock模塊來管理內存布局，從而得到了memory type和reserved type的內存列表信息。在初始化階段如果有內存分配的需求，那么也可以通過memblock來完成，直到伙伴系統初始化完成，而在這個過程中，memory type的那些page frame被一個個的注入到各個zone的free list中，同時用totalram_pages 來記錄那個時間點中空閑的page frame數量。這個點也就是伙伴系統的一個初始內存數量的起點。
舉一個實際的例子：我的T450的計算機，配置的內存是8G，也就是8388608KB。但是MemTotal沒有那么多，畢竟OS本身（正文段、數據段等等）就會占用不少內存，此外還有系統各種保留的內存，把這些都去掉，Linux能管理的Total memory是7873756KB。看來OS內存管理的開銷也不小啊。
二、MemFree
啟動的時候，系統確定了MemTotal的數目，但是隨着系統啟動過程，內核會動態申請內存，此外，用戶空間也會不斷創建進程，也會不斷的消耗內存，因此MemTotal可以簡單分成兩個部分：正在使用的和空閑的。MemFree表示的就是當前空閑的內存數目，這些空閑的page應該是掛在各個node的各個zone的buddy系統中。
具體free memory的計算如下：
freeram = global_page_state(NR_FREE_PAGES);
也就是把整個系統中在當前時間點上空閑的內存數目統計出來。
三、MemAvailable
所謂memory available，其實就是不引起swapping操作的情況下，我們能使用多少的內存。即便是free的，也不是每一個page都可以用於內存分配。例如buddy system會設定一個水位，一旦free memory低於這個水位，系統就會啟動page reclaim，從而可能引起swapping操作。因此，我們需要從MemFree這個數值中去掉各個節點、各個zone的預留的內存（WMARK_LOW）數目。當然，也是不是說那些不是空閑的頁面我們就不能使用，例如page cache，雖然不是空閑的，但是它也不過是為了加快性能而使用，其實也可以回收使用。當然，也不是所有的page cache都可以計算進入MemAvailable，有些page cache在回收的時候會引起swapping，這些page cache就不能算數了。此外，reclaimable slab中也有一些可以使用的內存，MemAvailable也會考慮這部分內存的情況。
總而言之，MemAvailable就是不需要額外磁盤操作（開銷較大）就可以使用的空閑內存的數量。
四、Buffers
其實新的內核已經沒有buffer cache了，一切都統一到了page cache的框架下了。因此，所謂的buffer cache就是塊設備的page cache。具體的統計過程是通過nr_blockdev_pages函數完成，代碼如下：
long nr_blockdev_pages(void)
{
struct block_device *bdev;
long ret = 0;
spin_lock(&bdev_lock);
list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
}
spin_unlock(&bdev_lock);
return ret;
}
我們知道，內核是通過address_space來管理page cache的，那么塊設備的address_space在哪里呢？這個稍微復雜一點，涉及多個inode，假設/dev/aaa和/dev/bbb都是指向同一個物理塊設備，那么open/dev/aaa和/dev/bbb會分別產生兩個inode，我們稱之inode_aaa和inode_bbb，但是最后一個塊設備的page cache還是需要統一管理起來，不可能分別在inode_aaa和inode_bbb中管理。因此，Linux構造了一個bdev文件系統，保存了系統所有塊設備的inode，我們假設該物理塊設備在bdev文件系統中的inode是inode_bdev。上面講了這么多的inode，其實塊設備的page cache就是在inode_bdev中管理的。
一般來說，buffers的數量不多，因為產生buffer的操作包括：
1、打開該block device的設備節點，直接進行讀寫操作（例如dd一個塊設備）
2、mount文件系統的時候，需要從相應的block device上直接把塊設備上的特定文件系統的super block相關信息讀取出來，這些super block的raw data會保存在該block device的page cache中
3、文件操作的時候，和文件元數據相關的操作（例如讀取磁盤上的inode相關的信息）也是通過buffer cache進行訪問。
Linux中最多處理的是2和3的操作，1的操作很少有。
五、Cached
讀寫普通文件的時候，我們並不會直接操作磁盤，而是通過page cache來加速文件IO的性能。Cached域描述的就是用於普通文件IO的page cache的數量，具體計算過程如下：
cached = global_page_state(NR_FILE_PAGES) -
total_swapcache_pages() - i.bufferram;
系統中所有的page cache都會被記錄在一個全局的狀態中，通過global_page_state(NR_FILE_PAGES)可以知道這個數據，這個數據包括：
1、普通文件的page cache
2、block device 的page cache。參考上一節的描述。
3、swap cache。下一節會進一步描述。
對於Cached這個域，我們只關心普通文件的page cache，因此要從page cache的total number中減去buffer cache和swap cache。
六、SwapCached
其實上一節已經提及swap cache了，也歸屬於page cache中，具體計算如下：
unsigned long total_swapcache_pages(void)
{
int i;
unsigned long ret = 0;for (i = 0; i < MAX_SWAPFILES; i++)
ret += swapper_spaces[i].nrpages;
return ret;
}
和其他的page cache不一樣，swap cache並不是為了加快磁盤IO的性能，它是為了解決page frame和swap area之間的同步問題而引入的。例如：一個進程准備swap in一個page的時候，內核的內存回收模塊可能同時也在試圖將這個page swap out。為了解決這些這些同步問題，內核引入了swap cache這個概念，在任何模塊進行swap in或者swap out的時候，都必須首先去swap cache中去看看，而借助page descriptor的PG_locked的標記，我們可以避免swap中的race condition。
swap cache在具體實現的時候，仍然借用了page cache的概念，每一個swap area都有一個address space，管理該swap device（或者swap file）的page cache。因此，一個swap device的所有swap cache仍然是保存在對應address space的radix tree中（仍然是熟悉的配方，仍然是熟悉的味道啊）。