Мониторинг виртуальной памяти в ОС Linux

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе на тему:

"Мониторинг виртуальной памяти в ОС Linux"

Введение

Зачастую бывает необходимо отследить за работой того или иного процесса с памятью, например, чтобы обнаружить утечки памяти, узнать, в какие моменты и сколько памяти процесс выделяет. Для решения данной задачи существует ряд средств, а именно:

· Файловая система /proc – позволяет прочесть различную информацию о всей системе в целом и о каждом из процессов, в том числе информацию об использовании процессом памяти и об отображениях памяти данного процесса. (пример:

# cat /proc/`pgrep test`/status

Name: test1

…

VmPeak: 1556 kB

VmSize: 1544 kB

VmLck: 0 kB

VmHWM: 308 kB

VmRSS: 308 kB

VmData: 148 kB

VmStk: 88 kB

VmExe: 4 kB

VmLib: 1276 kB

VmPTE: 12 kB

# cat /proc/`pgrep test`/maps

08048000–08049000 r-xp 00000000 08:01 17432879 /home/twee/work/mstu/coding/memmon/test/test1

08049000–0804a000 rw-p 00000000 08:01 17432879 /home/twee/work/mstu/coding/memmon/test/test1

0804a000–0806b000 rw-p 0804a000 00:00 0 [heap]

b7e4b000‑b7e4c000 rw-p b7e4b000 00:00 0

b7e4c000‑b7f75000 r-xp 00000000 03:05 1604119 /lib/tls/libc‑2.3.6.so

b7f75000‑b7f76000 r–p 00128000 03:05 1604119 /lib/tls/libc‑2.3.6.so

b7f76000‑b7f79000 rw-p 00129000 03:05 1604119 /lib/tls/libc‑2.3.6.so

b7f79000‑b7f7c000 rw-p b7f79000 00:00 0

b7f9d000‑b7fb3000 r-xp 00000000 03:05 752968 /lib/ld‑2.3.6.so

b7fb3000‑b7fb5000 rw-p 00015000 03:05 752968 /lib/ld‑2.3.6.so

bfc2a000‑bfc40000 rw-p bfc2a000 00:00 0 [stack]

ffffe000‑fffff000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]

). На приведенной распечатке видно, сколько памяти использует процесс test и под какие именно нужды, а так же его карту памяти. Однако таким образом нельзя отследить динамику работы процесса с памятью.

· strace – утилита, позволяющая трассировать все системные вызовы, выполняемые данным процессом (в частности, выделение памяти вызовами brk/mmap ). Она использует стандартный отладочный механизм ядра под названием ptrace – подключается к исследуемому процессу как отладчик (вызовов ptrace(), указывая при этом флаг PTRACE_SYSCALL , что заставляет систему уведомлять трассирующий процесс о всех системных вызовах трассируемого). Пример его работы:

execve (»./test3», [«test3»], [/* 61 vars */]) = 0

…

fsync(0) = -1 EINVAL (Invalid argument)

mmap2 (NULL, 2101248, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7bf4000

fsync(1) = -1 EINVAL (Invalid argument)

fsync(2) = -1 EINVAL (Invalid argument)

munmap (0xb7bf4000, 2101248) = 0

exit_group(0)

На приведенной трассировке видно, как процесс выделяет и освобождает 2101248 байт памяти. К сожалению, это средство не позволяет следить за всеми процессами в системе в целом, а так же за выделениями физических страниц процессу.

Таким образом, возникает необходимость в средстве, позволяющем отслеживать не только выделения виртуальной памяти процессу, но и выделения отдельных страниц физической памяти в результате страничных сбоев.

1. Аналитический раздел

1.1 Постановка задачи

Разработать драйвер под Linux, отслеживающий выделение и освобождение процессами виртуальной памяти и выделение физических страниц при страничных отказах.

Драйвер должен поддерживать динамическую загрузку и выгрузку без перезапуска системы и задание списка процессов, за которыми необходимо выполнять мониторинг.

Взаимодействие с пользовательской программой осуществляется посредством файлов, создаваемых в файловой системе /proc .

Ядро отвечает за создание и уничтожение процессов и за их связь с внешним миром (ввод и вывод). Взаимодействие процессов друг с другом (посредством сигналов, программных каналов или других средств межпроцессного взаимодействия) является основой общей системной функциональности, и тоже осуществляется при помощи ядра. Планировщик, распределяющий время центрального процессора между процессами, является частью подсистемы управления процессами. В общих словах, подсистема управления процессами реализует абстракцию множества процессов, работающих одновременно на одном или нескольких процессорах.

1.1.1 Управление памятью

Память компьютера – один из главных ресурсов, и производительность системы критически зависит от политики распределения памяти. Ядро создает виртуальное адресное пространство для каждого процесса, используя при этом ограниченное количество физической памяти и, при необходимости, вторичную память, такую, как жесткий диск. По мере необходимости страницы могут быть выгружены в файл подкачки, либо файл, из которого они были отображены в память (в случае, если они не были модифицированы с момента загрузки из файла, они просто удаляются из памяти). По умолчанию ядро не позволяет выделить одному процессу больше памяти, чем суммарный объем доступной оперативной и swap‑памяти. Однако есть такая возможность, как overcommit («перевыделение»), которая позволяет выделить гораздо больше памяти, при условии, что реально использоватьcя будет лишь небольшая ее часть (допустим, при работе с разреженным

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать