面包芯语

AK47所向披靡，内存泄漏一网打尽

Linux阅码场 2021-06-03 09:51
【直播】创新芯片重塑机器人未来 入门级示波器多少钱合适？
作者 / 尝君、品文
编辑 /  芹菜
出品 / 云巅论剑

青囊，喜欢运动T恤加皮裤的非典型程序猿。此时，他正目不转睛注视着屏幕上一行行的代码，内存泄漏这个问题已经让他茶饭不思两三天了，任凭偌大的雨滴捶打着窗户也无动于衷。就这么静悄悄地过了一会儿，突然间，他哼着熟悉的小曲，仿佛一切来的又那么轻松又惬意。

是谁，在撩动我琴弦，那一段被遗忘的时光......
初识内存泄漏

小白的练级之路少不了前辈们的语重心长。从踏上linux内核之路开始，专家们就对青囊说——“遇到困难要学会独立思考”、“最好的学习方式就是带着问题看代码”等等。可这次遇到的问题，让青囊百思不得其解——机器总内存有200G,运行800多天，slabUnreclaim占用 2G，且停掉业务进程，内存占用并没有降低。客户非得让青囊给出合理解释：

1.slab 2G内存是否存在泄漏？如果存在泄漏需要找到原因。

2.如不存在泄漏，需要找到这2G的使用者。

客户的问题很毒辣，是或不是都得给出合理解释，需要用数据说话。带着这些疑问，青囊开始了漫长的排查之路。
正在青囊全身心投入工作的时候，专家走到他的身旁，静悄悄的脚步并没有被专心致志的青囊发现。专家的眼光放在了那一串串的代码之上，眼里流露出老父亲般的慈祥。专家张口一句：“内存泄漏，这类问题不难，内核自带kmemleak可以排查。况且200G的内存，slab Unreclaim才占用2G，这根本就没问题嘛。”青囊一下子抓到了救命稻草，眼里泛着希望的光芒。
一来这可能不是一个问题，二来也有排查工具kmemleak了。说干就干，青囊对kmemleak原理和使用进行了深入学习，kmemleak的使用总结起来就两条指令:

 echo scan > /sys/kernel/debug/kmemleak

cat /sys/kernel/debug/kmemleak

青囊迫不及待地登陆服务器执行命令——

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

 bash: /sys/kernel/debug/kmemleak: Permission denied

咦，居然提示没权限？

#ls -l /sys/kernel/debug/kmemleak

ls: cannot access /sys/kernel/debug/kmemleak: No such file or directory

查看系统配置，原来线上环境根本就没有打开kmemleak。

# CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK is not set

青囊立马想到，可以重新编译内核使能kmemleak，再让客户来复现问题，但客户狠狠地甩了一句，“你们的目标不是提供永不停机的计算服务吗！？”
此时此刻，青囊燃起的希望又破灭了。
青囊自我安慰了一番，接着跑到专家边上想请教。他一脸沮丧地说着问题背景，专家听罢，无可奈何地挥了挥手：“你玩斗地主都是直接上来就王炸的吗？这种问题应该是自己思考解决的”。青囊只好灰头土脸地回工位。痛定思痛，他憋着口气，一定要搞懂内存管理，搞懂slab内存分配。
于是，青囊又开始了自己的钻研之路。

内存泄漏升华之路

经过系统学习，青囊对内存管理有了大致的了解。按照Linux 内存分配API的不同，可以把内存简单分为四种类型——
  1. alloc page 内存， 直接调用__get_free_page/alloc_pages等函数从伙伴系统申请单个或多个连续的页面。
  2.  slab 内存，使用kmalloc/kmem_cache_alloc 等slab接口申请内存。slab 分配器基于伙伴系统，提供了小内存的分配能力(虽然也兼容大内存分配)。slab分配器从伙伴系统"批发"大内存，然后把大内存分成许多小块内存，一个小块内存块称为object, 最后把object "零售"给其他内核组件使用。
  3. vmalloc内存，vmalloc内存也是基于伙伴系统，实现了线性映射非连续内存的能力，能够分配更多，更大的内存。
  4. 用户态内存，主要指anon page 和file cache，最终由内核一个个单一的页面映射而成。
青囊不知道自己这样的理解到底属于什么程度，于是想借着客户的问题，顺便也动手练习一下。虽然内存的使用进程成千上万，但作为物理存储介质，不管内存被哪个进程使用，物理上都是不可移动的。泄漏的内存是“躺尸”一样的存在，而且特征还非常明显。因为泄漏的slab内存，就好比聚会后的场地，总会留下点什么。
其特点有——

  1. 内存的内容不会再改变, 因为没有进程能访问到这块内存。

  2. slab的object内存对象，可能会残留使用过的全局变量, 函数名，字符串，指针，特定数值(垃圾满地)。

  3. 内存中充斥着大量内容相似（相等）的slab object对象。

基于以上三个特征，青囊这里也借助“大数据”思维来进行排查，可以使用crash工具在内存中寻找出现最多的object，并且在object中找到可视的函数名，全局变量，再结合代码，就可以推测泄漏的函数了。

sysAK——内存泄漏无处遁逃

有了slab分配器系统的学习，以及对内存泄漏特征的思考，等到再一次登陆机器时，青囊信心满满志在必得。想想毕竟有备而来，这次一定让内存泄漏无处可逃。
排查过程大致可以分为四步：
1. 确认泄漏的slab
通过slabtop  -s -a ，找到使用objects最多且不可回收的slab
  OBJS ACTIVE  USE OBJ SIZE  SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME                   419440512 419440512 100%    0.03K 3276879      128  13107516K kmalloc-32             810303 401712  49%    0.10K  20777       39     83108K buffer_head            417600 362397  86%    1.05K  13920       30    445440K ext4_inode_cache       267596 241915  90%    0.57K   9557       28    152912K radix_tree_node        216699 154325  71%    0.19K  10319       21     41276K dentry                 155958  37367  23%    0.04K   1529      102      6116K ext4_extent_status
可以看到kmalloc-32的active object达到了4亿多个，占用内存在1.3G左右，泄漏嫌疑最大，那就拿kmalloc-32来开刀了。
2. 启用crash实时分析kmalloc-32的内存
3.查找kmalloc-32内存页
crash> kmem -S kmalloc-32 | tailffffea000c784e00  ffff88031e138000     0    128        111    17ffffea00242d0240  ffff88090b409000     0    128        126     2ffffea00436c5800  ffff8810db160000     0    128        127     1ffffea0018b1df40  ffff88062c77d000     0    128        126     2ffffea005947d1c0  ffff881651f47000     0    128        126     2ffffea004d463080  ffff8813518c2000     0    128        126     2ffffea0030644100  ffff880c19104000     0    128        126     2
4.dump内存内容
这里可以随机选择多个page来分析，这里选择ffff88031e138000来分析。
crash> rd ffff88031e138000 -Sffff88031e138000:  ffff882f59bade00 dead000000100100   ...Y/...........ffff88031e138010:  dead000000200200 ffffffff002856f7   .. ......V(.....-------ffff88031e138020:  ffff882f59bade00 dead000000100100   ...Y/...........ffff88031e138030:  dead000000200200 ffffffff00284a2a   .. .....*J(.....------ffff88031e138040:  ffff882f59bade00 dead000000100100   ...Y/...........ffff88031e138050:  dead000000200200 00303038002856f7   .. ......V(.800.------ffff88031e138060:  ffff882f59bade00 dead000000100100   ...Y/...........ffff88031e138070:  dead000000200200 ffffffff00284a29   .. .....)J(.....
可以看到每个object的内容大体相似，但并没有预期的顺利，没有看到函数名或者变量名，可青囊知道 ffff882f59bade00 这也是个slab内存地址，于是进一步打印其内容
crash> x /20a 0xffff882f59bade000xffff882f59bade00:     0x460656b7      0xffffffff81685b60 0xffff882f59bade10:     0x63ea63ea00000001      0xffff882f59bade180xffff882f59bade20:     0xffff882f59bade18      0x00xffff882f59bade30:     0x0     0xffff882f59bade380xffff882f59bade40:     0xffff882f59bade38      0x7fb27fb2
0xffffffff81685b60明显是内核只读段的地址。sym 这个地址，原来是inotify_fsnotify_ops全局变量，从而推出泄漏结构体是struct fsnotify_event_private_data，然后结合fsnotify_event_private_data分配和释放的代码，在释放内存时存在不正确的判断逻辑，导致分配的内存没有添加到链表，失去释放的机会，从而导致泄漏。
分析到这里，青囊终于确认这是一起内存泄漏，而且泄漏的函数也定位到了，这下算是可以给客户一个满意的答案了。
客户问题得到了解决，青囊也对内存管理有了深刻的认识，还形成了自己的一套分析方法。但是青囊心里也清楚，泄漏的内存不是每次都能找到函数名或者可视字符，手工使用crash查看的内存样本也不一定够，还要对内存地址比较敏感。于是青囊想把这套分析方法提炼成工具，可以对内存泄漏这类问题实施快速一键诊断，且不要懂内存知识，人人都可以上手分析。
抱着这样的理念，实现了5个核心功能：

  1. 自动判断系统是否存在泄漏。

  2. 自动判断是slab, vmalloc还是alloc page泄漏。

  3.  扫描全局内存，找到内存中slab object最多，且内容相似度最高的object。

  4.  动态采集内存的分配和释放。

  5. 计算动态采集地址的内容与存量object的内容相似度，但达到一定相似度时，则对动态地址进行标记。

青囊把工具命名为sysAK，寓意像AK47一样，能够对系统问题快速定位。随着青囊的学习成长，sysAK后续也会加入更多的功能，实现对操作系统全方位的监控，诊断和修复。
手握sysAK，青囊也蠢蠢欲动想验证自己的工具，于是找专家们要来正在处理的“内存泄漏问题”。专家们只见青囊轻轻地敲击了一条指令sysak memleak
静静等待了200秒后，屏幕输出了令人为之一振的结果：
未释放内存汇总:次数    标记次数       函数66       62            bond_vminfo_add+0x7c/0x200 [bonding]109      0             memleak_max_object+0x3f7/0x7e0 [mem]33       0             inet_bind_bucket_create+0x21/0x701        0             copy_fs_struct+0x22/0xb01        0             tracepoint_add_probe+0xf8/0x430
slab: kmalloc-64 object地址: 0xffff88003605e000 相似object数量: 593975泄漏函数: bond_vminfo_add+0x7c/0x200 [bonding]
结果直接显示bond_vminfo_add函数存在泄漏，因为它分配的地址与内存中的59万个object高度相似。专家们看到这个结果，半信半疑地回去review代码——bond_vminfo_add函数竟然真存在泄漏。大家对青囊投来了诧异的眼神，满是赞许。
此刻的畅快，像极了游戏通关之后的感觉。通过自己的努力，最终顺利解决了问题，这个过程，只是说起来都觉得充满了成就感。这次经历，也鼓舞着青囊继续前行。
一个程序猿的自我修养——别轻易放过bug 。
（完）

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                                        艾迈斯欧司朗
                                        2025-01-16 20:51
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                                        日前，商务部等部门办公厅印发《手机、平板、智能手表（手环）购新补贴实施方案》明确，个人消费者购买手机、平板、智能手表（手环）3类数码产品（单件销售价格不超过6000元），可享受购新补贴。每人每类可补贴1件，每件补贴比例为减去生产、流通环节及移动运营商所有优惠后最终销售价格的15％，每件最高不超过500元。目前，京东已经做好了承接手机、平板等数码产品国补优惠的落地准备工作，未来随着各省市关于手机、平板等品类的国补开启，京东将第一时间率先上线，满足消费者的换新升级需求。为保障国补的真实有效发放，基于                                    
    
                                    
    
                                        华尔街科技眼
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                                    电气系统中，如何选择一款最为适配的数字隔离芯片？                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        数字隔离芯片是一种实现电气隔离功能的集成电路，在工业自动化、汽车电子、光伏储能与电力通信等领域的电气系统中发挥着至关重要的作用。其不仅可令高、低压系统之间相互独立，提高低压系统的抗干扰能力，同时还可确保高、低压系统之间的安全交互，使系统稳定工作，并避免操作者遭受来自高压系统的电击伤害。典型数字隔离芯片的简化原理图值得一提的是，数字隔离芯片历经多年发展，其应用范围已十分广泛，凡涉及到在高、低压系统之间进行信号传输的场景中基本都需要应用到此种芯片。那么，电气工程师在进行电路设计时到底该如何评估选择一                                    
    
                                    
    
                                        华普微HOPERF
                                        2025-01-20 16:50
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                                    人形机器人疯狂进厂打工！银河通用、智元、乐聚机器人怕是都疯了                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                         万万没想到！科幻电影中的人形机器人，正在一步步走进我们人类的日常生活中来了。1月17日，乐聚将第100台全尺寸人形机器人交付北汽越野车，再次吹响了人形机器人疯狂进厂打工的号角。无独有尔，银河通用机器人作为一家成立不到两年时间的创业公司，在短短一年多时间内推出革命性的第一代产品Galbot G1，这是一款轮式、双臂、身体可折叠的人形机器人，得到了美团战投、经纬创投、IDG资本等众多投资方的认可。作为一家成立仅仅只有两年多时间的企业，智元机器人也把机器人从梦想带进了现实。2024年8月1                                    
    
                                    
    
                                        刘旷
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                                    PCB设计第058篇 如何打开IPC-2581格式的PCB加工文件                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                            IPC-2581是基于ODB++标准、结合PCB行业特点而指定的PCB加工文件规范。    IPC-2581旨在替代CAM350格式，成为PCB加工行业的新的工业规范。    有一些免费软件，可以查看（不可修改）IPC-2581数据文件。这些软件典型用途是工艺校核。    1. Vu2581        出品：Downstream                                         
    
                                    
    
                                        电子知识打边炉
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                                    【工程师故事】+2024年总结之做技术不能想当然                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        2024年是很平淡的一年，能保住饭碗就是万幸了，公司业绩不好，跳槽又不敢跳，还有一个原因就是老板对我们这些员工还是很好的，碍于人情也不能在公司困难时去雪上加霜。在工作其间遇到的大问题没有，小问题还是有不少，这里就举一两个来说一下。第一个就是，先看下下面的这个封装，你能猜出它的引脚间距是多少吗？这种排线座比较常规的是0.6mm间距（即排线是0.3mm间距）的，而这个规格也是我们用得最多的，所以我们按惯性思维来看的话，就会认为这个座子就是0.6mm间距的，这样往往就不会去细看规格书了，所以这次的运气                                    
    
                                    
    
                                        wuliangu
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                                    论PN结的四种逆向电导模式                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                         光伏及击穿，都可视之为 复合的逆过程，但是，复合、光伏与击穿，不单是进程的方向相反，偏置状态也不一样，复合的工况，是正偏，光伏是零偏，击穿与漂移则是反偏，光伏的能源是外来的，而击穿消耗的是结区自身和电源的能量，漂移的载流子是 客席载流子，须借外延层才能引入，客席载流子 不受反偏PN结的空乏区阻碍，能漂不能漂，只取决于反偏PN结是否处于外延层的「射程」范围，而穿通的成因，则是因耗尽层的过度扩张，致使跟 端子、外延层或其他空乏区 碰触，当耗尽层融通，耐压 (反向阻断能力) 即告彻底丧失，                                    
    
                                    
    
                                        MrCU204
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                                    Ubuntu20.04取消root账号自动登录方法触觉智能RK3568开发板演示                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        Ubuntu20.04默认情况下为root账号自动登录，本文介绍如何取消root账号自动登录，改为通过输入账号密码登录，使用触觉智能EVB3568鸿蒙开发板演示，搭载瑞芯微RK3568，四核A55处理器，主频2.0Ghz，1T算力NPU；支持OpenHarmony5.0及Linux、Android等操作系统，接口丰富，开发评估快人一步！添加新账号1、使用adduser命令来添加新用户，用户名以industio为例，系统会提示设置密码以及其他信息，您可以根据需要填写或跳过，命令如下：root@id                                    
    
                                    
    
                                        Industio_触觉智能
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                                    汽车免拆诊断案例 | 2007 款日产天籁车起步加速时偶尔抖动                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        故障现象　一辆2007款日产天籁车，搭载VQ23发动机（气缸编号如图1所示，点火顺序为1-2-3-4-5-6），累计行驶里程约为21万km。车主反映，该车起步加速时偶尔抖动，且行驶中加速无力。 图1　VQ23发动机的气缸编号 故障诊断接车后试车，发动机怠速运转平稳，但只要换挡起步，稍微踩下一点加速踏板，就能感觉到车身明显抖动。用故障检测仪检测，发动机控制模块（ECM）无故障代码存储，且无失火数据流。用虹科Pico汽车示波器测量气缸1点火信号（COP点火信号）和曲轴位置传感器信                                    
    
                                    
    
                                        虹科Pico汽车示波器
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                                    瑞芯微开发板/主板Android配置APK默认开启性能模式方法                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        本文介绍瑞芯微开发板/主板Android配置APK默认开启性能模式方法，开启性能模式后，APK的CPU使用优先级会有所提高。触觉智能RK3562开发板演示，搭载4核A53处理器，主频高达2.0GHz；内置独立1Tops算力NPU，可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。源码修改修改源码根目录下文件device/rockchip/rk3562/package_performance.xml并添加以下内容，注意"+"号为添加内容，"com.tencent.mm"为AP                                    
    
                                    
    
                                        Industio_触觉智能
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                                    2025年刚开始，就收到了“橄榄枝”！                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        临近春节，各方社交及应酬也变得多起来了，甚至一月份就排满了各式约见。有的是关系好的专业朋友的周末“恳谈会”，基本是关于2025年经济预判的话题，以及如何稳定工作等话题；但更多的预约是来自几个客户老板及副总裁们的见面，他们为今年的经济预判与企业发展焦虑而来。在聊天过程中，我发现今年的聊天有个很有意思的“点”，挺多人尤其关心我到底是怎么成长成现在的多领域风格的，还能掌握一些经济趋势的分析能力，到底学过哪些专业、在企业管过哪些具体事情？单单就这个一个月内，我就重复了数次“为什么”，再辅以我上次写的：《                                    
    
                                    
    
                                        牛言喵语
                                        2025-01-22 17:10
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                                    聊聊RISC-V MCU技术                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        嘿，咱来聊聊RISC-V MCU技术哈。  这RISC-V MCU技术呢，简单来说就是基于一个叫RISC-V的指令集架构做出的微控制器技术。RISC-V这个啊，2010年的时候，是加州大学伯克利分校的研究团队弄出来的，目的就是想搞个新的、开放的指令集架构，能跟上现代计算的需要。到了2015年，专门成立了个RISC-V基金会，让这个架构更标准，也更好地推广开了。这几年啊，这个RISC-V的生态系统发展得可快了，好多公司和机构都加入了RISC-V International，还推出了不少RISC-V                                    
    
                                    
    
                                        丙丁先生
                                        2025-01-21 12:10
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                                    过孔的设计孔径是真的很重要，但高速先生也是真的不关心                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        高速先生成员--黄刚这不马上就要过年了嘛，高速先生就不打算给大家上难度了，整一篇简单但很实用的文章给大伙瞧瞧好了。相信这个标题一出来，尤其对于PCB设计工程师来说，心就立马凉了半截。他们辛辛苦苦进行PCB的过孔设计，高速先生居然说设计多大的过孔他们不关心！另外估计这时候就跳出很多“挑刺”的粉丝了哈，因为翻看很多以往的文章，高速先生都表达了过孔孔径对高速性能的影响是很大的哦！咋滴，今天居然说孔径不关心了？别，别急哈，听高速先生在这篇文章中娓娓道来。首先还是要对各位设计工程师的设计表示肯定，毕竟像我                                    
    
                                    
    
                                        一博科技
                                        2025-01-21 16:17
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                                    挑战6万月薪【三】Purple Pi OH开发板带你7天入门OpenHarmony！                                
                            
    
                            
    
                                
    
                                    
    
                                        现在为止，我们已经完成了Purple Pi OH主板的串口调试和部分配件的连接，接下来，让我们趁热打铁，完成剩余配件的连接！注：配件连接前请断开主板所有供电，避免敏感电路损坏！1.1 耳机接口主板有一路OTMP 标准四节耳机座J6，具备进行音频输出及录音功能，接入耳机后声音将优先从耳机输出，如下图所示：1.21.2 相机接口MIPI CSI 接口如上图所示，支持OV5648 和OV8858 摄像头模组。接入摄像头模组后，使用系统相机软件打开相机拍照和录像，如下图所示：1.3 以太网接口主板有一路                                    
    
                                    
    
                                        Industio_触觉智能
                                        2025-01-20 11:04
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