Sanal Bellek Deneyleri (BİTMEDİ)

Todo

Yazı henüz tamamlanmamıştır.

Bu yazıda bir önceki yazıda bahsettiğim sanal bellek kavramı ile ilgili Linux üzerinde C dilini kullanarak çeşitli denemeler yapacağız. Bu yazıda biraz Linux’un bellek yönetiminin nasıl çalıştığına bakmaya çalışacağız. Birazdan göreceğimiz C kodlarının büyük bir kısmını ChatGPT yardımıyla oluşturdum. O yüzden kodların “kalitesi” en iyisi olmayabilir ama amacımız burada sanal belleğin nasıl çalıştığını anlamak olduğu için enerjimizi bu konuya odaklayalım istedim. Hadi başlayalım!

Sürekli malloc()

Aşağıdaki kodu ele alalım:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

#define STEP_SIZE (4 * 1024 * 1024) // 4 MB
#define BYTES_IN_GB (1024 * 1024 * 1024) // Bytes in 1 GB

int main() {
    void *ptr = NULL;   // Pointer to the allocated memory
    size_t total_size = 0; // Total allocated size in bytes
    int iteration = 0;

    while (1) {
        total_size += STEP_SIZE;
        void *new_ptr = realloc(ptr, total_size); // Attempt to resize memory

        if (new_ptr == NULL) {
            printf("Memory allocation failed at %.2f GB (iteration %d).\n",
                   (double)total_size / BYTES_IN_GB, iteration);
            free(ptr); // Free previously allocated memory
            break;
        }

        ptr = new_ptr; // Update pointer to the newly resized memory
        printf("Allocated %.2f GB successfully (iteration %d).\n",
               (double)total_size / BYTES_IN_GB, iteration);

        iteration++;
    }

    return 0;
}

Burada realloc() fonksiyonu ile C kütüphanesi ve günün sonunda işletim sistemi sayesinde heap alanımızı sürekli arttırıyoruz. Burada mekanizmanın çalışma detaylarına girmeyeceğiz. Her realloc() çağrısı işletim sistemine gitmeyecektir. Ama bu deney için yeterli. Döngünün ilk turunda realloc() fonksiyonunun NULL pointer ile çağırılmasının malloc() fonksiyonu ile eşdeğer olduğunu hatırlayalım. [1]

Kodu derleyelim ve çalıştıralım:

$ gcc alloc.c -o alloc

Bu programı çalıştırdığımızda biraz beklenmedik bir davranış görüyoruz. Sistemde 16 GB RAM + 16 GB Swap alanı bulunuyor. Programı çalıştırdığımda ise realloc()un hata almadığını TB boyutunda bellek alabildiğini görüyorum. Örnek bir çıktı:

Allocated 24188.36 GB successfully (iteration 6192219).
Allocated 24188.36 GB successfully (iteration 6192220).
Allocated 24188.37 GB successfully (iteration 6192221).

Yaklaşık 1 dakika içerisinde 24 TB bellek alabildik gibi duruyor. Bu nereye kadar devam edecek diye bekledim ve bilgisayarın bellek tüketimi takip ettim. top veya htop uygulaması ile baktığım zaman toplam bellek ve swap alanında bir artış gözlemlemedim. htop ta ilgili prosesin VIRT bellek alanı gittikçe artıyordu.

VIRT

32000 GB, muhtemelen 32768 GB alanı geçince programın hızının düştüğünü, daha doğrusu realloc() un yavaşladığını gördüm. Bunun sebebini bilmiyorum. Linux’tan veya libc’den kaynaklanıyor olabilir. 🤔 Hız çok yavaşladığı için CTRL-C ile deneyi durdurdum fakat bıraksam devam edecekti. Önceki yazıda da bahsettiğim gibi 64-bit Linux sistemlerde prosesler 128 TB sanal bellek alabiliyorlar. [2], [3]

İşlem sırasında da /proc/meminfo da şöyle bir gözlem yaptım:

$ cat /proc/meminfo

...
Committed_AS:   34382363712 kB
...

Peki ben toplam belleğin üstünde nasıl alan alabiliyorum?

Overcommit Kavramı

BURADAYIM

  • ulimit vs bahset.

💭 Comments

Comments are provided by giscus. You need to use and authenticate your GitHub account to post a comment. Comments are stored on the Github Discussions.

09410f70-8455-4c8f-a668-84d68db4067d