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进程VMA

每一个进程都有0GB~3GB虚拟地址，内核虚拟地址只有一个3GB~4GB，如下：

　　　　　　3GB~4GB　　　　　　　　　　　　　　内核空间
　　　  /     |    \
　　　/       |      \
---------------------------------------
0GB~3GB　　0GB~3GB　　0GB~3GB　　　　　　　用户空间

A进程　　　　B进程 　  　C进程

因此不同进程可以有相同虚拟地址，但是不同进程的页表不一样，所以相同虚拟地址映射到不同的物理地址中。

每一个进程的0GB~3GB虚拟地址，只是用某几段区域，不会全部使用完；一般有text 段、data 段、BSS 段、Heap 段、Stack 段等，每一段虚拟地址区域就是一个vma。

将每一个进程的所有段通过链表方式进行连接，如下：

struct task_struct {
    struct mm_struct *mm
};

struct mm_struct {
    struct vm_area_struct * mmap;        /* list of VMAs */
};

struct vm_area_struct {
    unsigned long vm_start;        /* Our start address within vm_mm. */
    unsigned long vm_end;        /* The first byte after our end address

    /* linked list of VM areas per task, sorted by address */
    struct vm_area_struct *vm_next;
};

查看一个进程vma的分布情况：

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page fault的可能性

  1. 访问没有VMA的非法区内存区域，应用程序出现segv

  2. heap区域vma（R+W权限），指向页表是R权限；因此第一次写操作时，发生page fault，申请一页内存，页表权限是R+W，此过程称为minor

  3. 代码段vma（R+X权限），执行W操作，权限不对，应用程序出现segv

  4. 代码段 vma（R+X权限），执行X操作，如果页表不存在，需要申请页，读出代码段，有会硬盘I/O操作，此过程称为major

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进程内存消耗的4个概念：VSS、RSS、PSS和USS

VSS：虚拟内存占用空间，VMA大小

RSS：实际内存占用空间，私有数据+共享内存

PSS：实际内存占用空间，私有数据+共享内存/共享数量

USS：实际内存占用空间，私有数据

查看VSS/RSS/PSS/USS占用大小，如下：

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内存泄露的界定方法？

原理：连续多点采样法，随着运行时间越久，进程使用内存越多

  1. 先用free命令判断系统是否内存泄露？

  2. 分别检查应用空间与内核空间是否内存泄露？

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应用空间内存泄露检查步骤：

  • 连续多点采样后，USS从560 -> 608 -> 644，判断应用空间内存泄露

  • 通过valgrind进行检测，能够精确定位哪一行源码发生内存泄露，如下：

或者通过asan进行检测，但是需要gcc版本大于等于8，能够精确定位哪一行源码发生内存泄露，如下：

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内核空间内存泄露检查步骤：

  • 查看内核空间的内存实时情况，判断内核空间内存泄露

  • linux kernel启动中DEBUG_KMEMLEAK功能，进行定位哪里出现内存泄露

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