跟踪 Linux 程序中活跃使用的内存答案

【问题标题】：Tracking actively used memory in Linux programs跟踪 Linux 程序中活跃使用的内存
【发布时间】：2009-05-13 23:14:51
【问题描述】：

我想跟踪各种程序在特定状态下接触了多少内存。例如，假设我有一个图形程序。当它被最小化时，它可能会使用更少的内存，因为它不会重绘窗口，这需要读取图像和字体并执行大量的库函数。这些对象仍然可以在内存中访问，但它们实际上并没有被使用。

top 之类的工具的用途有限，因为它们只说明有多少内存映射到程序的地址空间，以及有多少内存驻留在物理 RAM 中。同样，泄漏检测器只会告诉内存何时不可访问，而不是如果它没有被使用。

是否有现有工具可以以这种方式跟踪积极使用/未使用的内存？如果可能的话，我不仅想跟踪堆上的使用情况，还想跟踪存储程序/库代码的内存中的使用情况。

编辑：我想澄清一下：我想知道程序在某个点之后（即，一旦它达到某个状态）实际读取、写入或执行的内存量。虽然地址空间中的页数和常驻页数是重要的衡量标准，但这不是我想要的。

我现在正在追求三种方法：

我编写了一个库，它使用 `mprotect` 清除从 /proc/self/maps 读取的所有内存区域（堆栈及其自己的代码除外）的保护位。它有一个段错误处理程序，可以恢复保护位并增加一个计数器。我用`LD_PRELOAD`加载它，它在收到信号时开始跟踪内存访问。这产生了一些看似虚假地址的真正故障（在故障发生时它们没有存储在任何寄存器或附近的内存中）。
我编写了一个 `purge` 程序，它使用 `mmap` 分配和读取内存，直到 `mmap` 返回错误。这有望从目标进程中强制退出所有页面，该进程在“purge”运行时被挂起。然后，当目标进程恢复时，我使用 pidstat 计算页面的数量。这似乎有效，但它是一种非常生硬的工具。它没有提供任何有关被触摸的页面的信息。
有人告诉我，valgrind 允许您编写插件，从而在某些事件（例如内存访问）上执行某些操作。到目前为止，这看起来很有希望。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

这可以从 /proc/pid/smaps 中的数据导出。这会为每个映射区域（包括堆栈、文本/数据和匿名映射区域）分解一个 RSS 值，因此您可以准确地看到每个加载的对象以及堆栈和堆的驻留内容。

一些可能有用的链接：

【讨论】：

【解决方案2】：

valgrind 工具 cachegrind 可以很好地跟踪内存使用情况。

还有一些工具可以显示 cachegrind 的输出以图形方式。

编辑以响应更新的信息：
在 valgrind 出现之前，我用过一个叫 mpatrol 的项目。
它使用 mprotect() 将页面设为只读并跟踪对
的访问页。它还允许指定何时开始和停止报告，
就像在第 n 个 malloc 之后，还有其他规范。

它可能具有您正在寻找的许多或所有功能。

需要注意的是，它比 valgrind 慢得多。

【讨论】：