Linux-3.14.12内存管理笔记内存泄漏检测kmemleak示例

Posted 2020-11-03 请给我倒杯茶

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分析完kmemleak实现后，照常实验一下，以确定功能正常。

如kmemcheck一样，该功能需要在内核开启的情况下才能够使用。主要的配置项有：CONFIG_DEBUG_KERNEL、CONFIG_HAVE_DEBUG_KMEMLEAK、CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK，以及配置信息记录条数的CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_EARLY_LOG_SIZE，通常情况下配置数量的可以不必修改，但是针对自启动初始化的模块，还是有必要进行调整的，以便记录更多的信息，避免遗漏。

以上几项的在make menuconfig编译配置内核时，配置路径如下：

Kernel hacking

+——>Kernel Debugging（该项需要开启）

+——>Memory Debugging

    +——>Kernel memory leak detector（开启该项）

当然，这几项配置项是对其他配置项存在一定的依赖的，具体可以在make menuconfig反斜杠搜索对应配置项进行了解。

设置的过程中有几项需要特别注意的就是，在“Kernel memory leak detector”开启后展开的几项子项注意不要进行设置了，其中有：“Simple test for the kernel memory leak detector”和“Default kmemleak to off”。

例如实验中配置选项设置如下：

编译好内核之后，安装该调测版本的内核，重新启动linux系统，进入新内核。将会能够查看到/sys/kernel/debug/kmemleak该路径文件的存在。如果存在，则表明开启成功。

    该实验仍使用64位系统做演示，修改前面kmemcheck的实验代码，构造内存泄漏。具体代码如下：

1. #include <linux/init.h>
2. #include <linux/module.h>
3. #include <linux/mm.h>
4. #include <linux/slab.h>
5. #include <asm/page.h>
6.  
7. void kmemleak_memalloc(void)
8. {
9.     char *pmem;
10.    
11.     pmem = kmalloc(300, GFP_KERNEL);
12.     if (!pmem)
13.     {
14.         printk("[Kmemleak]: kmalloc fail!\n");
15.     }
16.     else
17.     {
18.         printk("[Kmemleak]: kmalloc return %p \n", pmem);
19.     } 
20. }
21.  
22. int __init kmemleak_test_init(void)
23. {
24.    
25.     printk("[Kmemleak]: kmemleak_test_init! \n");
26.  
27.     kmemleak_memalloc();
28.  
29.     return 0;
30. }
31.  
32. void __exit kmemleak_test_exit(void)
33. {
34.     printk("[Kmemleak]: kmemleak_test_exit now \n");
35. }
36.  
37.  
38. module_init(kmemleak_test_init)
39. module_exit(kmemleak_test_exit)
40.  
41. MODULE_LICENSE("GPL");

 

    Makefile脚本稍作修改后：

1. obj-m = kmemleak_test.o
2.  
3. all:
4.     make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=`pwd`
5.  
6. clean:
7.     rm -f *.o *.ko *.mod.c modules.order Module.symvers

 

    编译内核ko后，通过ismod命令安装模块，根据代码的编写打印的日志信息，通过dmesg进行确认模块初始化完毕且内存申请妥当。

    相关信息如下：

 

为了保证实验的成功，ko安装完毕后，等待了几分钟后。

通过命令：echo scan > /sys/kernel/debug/kmemleak，进行内存扫描检测。检测结果将会在/sys/kernel/debug/kmemleak文件中记录。通过dmesg的信息可以看到申请的内存空间位于0xffff95c9bf81b600地址。搜索一下，便可以看到kmemleak中的信息记录：

 

kmemleak的检测结果信息中，清晰地记录了申请该内存的调用栈信息、内存头32byte的信息以及泄漏的内存地址及大小。但是这里的大小并不是一个很精确的大小，这里呈现的是一个slab内存片的大小，实验中申请的空间大小为300字节，对应为512字节的slab片。具体的结合代码进行分析部分就省略掉了，那是开发人员必备的基础能力，鄙人就不班门弄斧了。

接下来细述一下kmemleak的控制参数，控制kmemleak主要是通过往/sys/kernel/debug/kmemleak文件中写入参数。例如前面使能kmemleak进行内存泄漏扫描的命令是写入scan，具体的命令则是：echo scan > /sys/kernel/debug/kmemleak。而清除kmemleak的扫描结果使用的参数是clear，对应的命令是：echo clear > /sys/kernel/debug/kmemleak。

更多的kmemleak参数有：

1. off - disable kmemleak (irreversible)
2.   stack=on - enable the task stacks scanning (default)
3.   stack=off - disable the tasks stacks scanning
4.   scan=on - start the automatic memory scanning thread (default)
5.   scan=off - stop the automatic memory scanning thread
6.   scan=<secs> - set the automatic memory scanning period in seconds
7.           (default 600, 0 to stop the automatic scanning)
8.   scan - trigger a memory scan
9.   clear - clear list of current memory leak suspects, done by
10.           marking all current reported unreferenced objects grey
11.   dump=<addr> - dump information about the object found at <addr>

 

如果要是测试内核模块，正确的操作步骤应为：

1、 清除kmemleak的历史信息，以便记录新数据：

#echo clear > /sys/kernel/debug/kmemleak

2、 加载需要测试的内核模块，并执行相关测试用例；

#ismod ***.ko

3、 使能kmemleak进行内存泄漏扫描：

#echo scan > /sys/kernel/debug/kmemleak

4、 查看分析扫描结果：

#cat /sys/kernel/debug/kmemleak

    至此，实验完毕，kmemleak挺好用的，适用于内核模块开发用于检测定位内存泄漏问题。