由cache”引起”的内存问题——记录Linux的Cache Memory机制（缓存内存机制）

当前一个项目中需要用到音频，用到的音频芯片是CS4344，驱动是从linux内核自带的AT73C213音频IC驱动移植过来的。

在用自己写的应用程序播放音频文件的时候，发现随着播放不同的音频文件，内存的使用越来越多，甚至高达27或28M(总共内存是32M)。由于在这之前没有关注过linux的cache机制，判断内存是用top命令的used的值来判断的，因此将这个问题判断为内存问题。

由于音频驱动是alsa架构，而播放音频的应用程序是直接用系统函数write写的，即直接写音频文件到音频设备，开始判断为是应用程序导致的内存问题。于是移植了alsa-lib和alsa-utils，但用aplay测试的时候，总是不能设置参数，提示：Invalid argument，后面自己写的基于alsa-lib的测试程序也是出现这个问题，google了好多资料，也无济于事。

于是怀疑是不是音频驱动的问题，经查，原来移植驱动的时候，把采样频率的最大值最小值设定为同一个值，如下所示的14，15行： 

static int snd_at73c213_pcm_open(struct snd_pcm_substream *substream)
{
	// 从子流获得芯片特定数据
	struct snd_at73c213 *chip = snd_pcm_substream_chip(substream);
	// 获得PCM运行时信息指针
	struct snd_pcm_runtime *runtime = substream->runtime;
	int err;

	/* ensure buffer_size is a multiple of period_size */
	err = snd_pcm_hw_constraint_integer(runtime,
					SNDRV_PCM_HW_PARAM_PERIODS);
	if (err < 0)
		return err;
	snd_at73c213_playback_hw.rate_min = chip->bitrate;
	snd_at73c213_playback_hw.rate_max = chip->bitrate;
	// 初始化runtime-hw字段
	runtime->hw = snd_at73c213_playback_hw;
	chip->substream = substream;

	return 0;
}

 屏蔽掉后，就可以设参数了。

但用aplay依旧不能播放出声音，到是用自己写的测试程序可以播放出声音，只是声音不正常。这没关系，只是想观察下内存的使用情况。

发现，同样会内存增加。 

到现在，头大了，到底是什么问题引起的呢？驱动？咱最怕的就是内存问题~~~~

正愁眉不展的时候，发现top中的cache一项，也在增加，而且很大，这引起了我的注意，为什么会这样呢？在linux中cache表示什么？

 带着这些疑问，google了下，原来，这不是内存问题，而是linux中的一种机制，看如下所述：

 先看网上的一篇文章：

 Linux与Windows不同，会存在缓存内存，通常叫做Cache Memory。有些时候你会发现没有什么程序在运行，但是使用top或free命令看到可用内存会很少。 

什么是Cache Memory(缓存内存)：

当你读写文件的时候，Linux内核为了提高读写效率与速度，会将文件在内存中进行缓存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。即使你的程序运行结束后，Cache Memory也不会自动释放。这就会导致你在Linux系统中程序频繁读写文件后，你会发现可用物理内存会很少。

其实这缓存内存(Cache Memory)在你需要使用内存的时候会自动释放，所以你不必担心没有内存可用。如果你希望手动去释放Cache Memory(缓存内存)的话也是有办法的。

 释放Cache Memory(缓存内存)：

用下面的命令可以释放Cache Memory：

再看网上的另一篇文章：

Linux中如何释放cache内存

因为LINUX的内核机制，一般情况下不需要特意去释放已经使用的cache。这些cache起来的内容可以增加文件以及的读写速度。

先说下free命令怎么看内存。

其中第一行用全局角度描述系统使用的内存状况：

• total——总物理内存
• used——已使用内存，一般情况这个值会比较大，因为这个值包括了cache+应用程序使用的内存
• free——完全未被使用的内存
• shared——应用程序共享内存
• buffers——缓存，主要用于目录方面，inode值等（ls大目录可看到这个值增加）
• cached——缓存，用于已打开的文件

note:

total=used+free
used=buffers+cached (maybe add shared also)

第二行描述应用程序的内存使用：

前个值表示-buffers/cache——应用程序使用的内存大小，used减去缓存值
后个值表示+buffers/cache——所有可供应用程序使用的内存大小，free加上缓存值

note:
-buffers/cache=used-buffers-cached
+buffers/cache=free+buffers+cached

第三行表示swap的使用：

used——已使用
free——未使用

cache释放：

说明，释放前最好sync一下，防止丢数据。

总结

1. 由于没有弄清linux的cache机制，把linux下内存的使用增加误叛为内存问题，结果把一个简单的问题复杂化，教训深刻。

2. 当出现问题时，要仔细思考，弄清方向，不要一头雾水就扎进去

现在终于明白了。。。

不过，基于alsa-lib的程序还没有弄好，有空再研究研究~~~~~