1:Original: Documentation/mm/page_owner.rst 2 3:翻译: 4 5 司延腾 Yanteng Si <siyanteng@loongson.cn> 6 7:校译: 8 9 10================================ 11page owner: 跟踪谁分配的每个页面 12================================ 13 14概述 15==== 16 17page owner是用来追踪谁分配的每一个页面。它可以用来调试内存泄漏或找到内存占用者。 18当分配发生时，有关分配的信息，如调用堆栈和页面的顺序被存储到每个页面的特定存储中。 19当我们需要了解所有页面的状态时，我们可以获得并分析这些信息。 20 21尽管我们已经有了追踪页面分配/释放的tracepoint，但用它来分析谁分配的每个页面是 22相当复杂的。我们需要扩大跟踪缓冲区，以防止在用户空间程序启动前出现重叠。而且，启 23动的程序会不断地将跟踪缓冲区转出，供以后分析，这将会改变系统的行为，会产生更多的 24可能性，而不是仅仅保留在内存中，所以不利于调试。 25 26页面所有者也可以用于各种目的。例如，可以通过每个页面的gfp标志信息获得精确的碎片 27统计。如果启用了page owner，它就已经实现并激活了。我们非常欢迎其他用途。 28 29它也可以用来显示所有的栈以及它们当前分配的基础页面数，这让我们能够快速了解内存的 30使用情况，而无需浏览所有页面并匹配分配和释放操作。 31 32page owner在默认情况下是禁用的。所以，如果你想使用它，你需要在你的启动cmdline 33中加入"page_owner=on"。如果内核是用page owner构建的，并且由于没有启用启动 34选项而在运行时禁用page owner，那么运行时的开销是很小的。如果在运行时禁用，它不 35需要内存来存储所有者信息，所以没有运行时内存开销。而且，页面所有者在页面分配器的 36热路径中只插入了两个不可能的分支，如果不启用，那么分配就会像没有页面所有者的内核 37一样进行。这两个不可能的分支应该不会影响到分配的性能，特别是在静态键跳转标签修补 38功能可用的情况下。以下是由于这个功能而导致的内核代码大小的变化。 39 40尽管启用page owner会使内核的大小增加几千字节，但这些代码大部分都在页面分配器和 41热路径之外。构建带有page owner的内核，并在需要时打开它，将是调试内核内存问题的 42最佳选择。 43 44有一个问题是由实现细节引起的。页所有者将信息存储到struct page扩展的内存中。这 45个内存的初始化时间比稀疏内存系统中的页面分配器启动的时间要晚一些，所以，在初始化 46之前，许多页面可以被分配，但它们没有所有者信息。为了解决这个问题，这些早期分配的 47页面在初始化阶段被调查并标记为分配。虽然这并不意味着它们有正确的所有者信息，但至 48少，我们可以更准确地判断该页是否被分配。在2GB内存的x86-64虚拟机上，有13343 49个早期分配的页面被捕捉和标记，尽管它们大部分是由结构页扩展功能分配的。总之，在这 50之后，没有任何页面处于未追踪状态。 51 52使用方法 53======== 54 551) 构建用户空间的帮助:: 56 57 cd tools/mm 58 make page_owner_sort 59 602) 启用page owner: 添加 "page_owner=on" 到 boot cmdline. 61 623) 做你想调试的工作。 63 644) 分析来自页面所有者的信息:: 65 66 cat /sys/kernel/debug/page_owner_stacks/show_stacks > stacks.txt 67 cat stacks.txt 68 post_alloc_hook+0x177/0x1a0 69 get_page_from_freelist+0xd01/0xd80 70 __alloc_pages+0x39e/0x7e0 71 allocate_slab+0xbc/0x3f0 72 ___slab_alloc+0x528/0x8a0 73 kmem_cache_alloc+0x224/0x3b0 74 sk_prot_alloc+0x58/0x1a0 75 sk_alloc+0x32/0x4f0 76 inet_create+0x427/0xb50 77 __sock_create+0x2e4/0x650 78 inet_ctl_sock_create+0x30/0x180 79 igmp_net_init+0xc1/0x130 80 ops_init+0x167/0x410 81 setup_net+0x304/0xa60 82 copy_net_ns+0x29b/0x4a0 83 create_new_namespaces+0x4a1/0x820 84 nr_base_pages: 16 85 ... 86 ... 87 echo 7000 > /sys/kernel/debug/page_owner_stacks/count_threshold 88 cat /sys/kernel/debug/page_owner_stacks/show_stacks> stacks_7000.txt 89 cat stacks_7000.txt 90 post_alloc_hook+0x177/0x1a0 91 get_page_from_freelist+0xd01/0xd80 92 __alloc_pages+0x39e/0x7e0 93 alloc_pages_mpol+0x22e/0x490 94 folio_alloc+0xd5/0x110 95 filemap_alloc_folio+0x78/0x230 96 page_cache_ra_order+0x287/0x6f0 97 filemap_get_pages+0x517/0x1160 98 filemap_read+0x304/0x9f0 99 xfs_file_buffered_read+0xe6/0x1d0 [xfs] 100 xfs_file_read_iter+0x1f0/0x380 [xfs] 101 __kernel_read+0x3b9/0x730 102 kernel_read_file+0x309/0x4d0 103 __do_sys_finit_module+0x381/0x730 104 do_syscall_64+0x8d/0x150 105 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x62/0x6a 106 nr_base_pages: 20824 107 ... 108 109 cat /sys/kernel/debug/page_owner > page_owner_full.txt 110 ./page_owner_sort page_owner_full.txt sorted_page_owner.txt 111 112 ``page_owner_full.txt`` 的一般输出情况如下:: 113 114 Page allocated via order XXX, ... 115 PFN XXX ... 116 // 栈详情 117 118 Page allocated via order XXX, ... 119 PFN XXX ... 120 // 栈详情 121 默认情况下，它将以一个给定的pfn开始，做完整的pfn转储，且page_owner支持fseek。 122 123 FILE *fp = fopen("/sys/kernel/debug/page_owner", "r"); 124 fseek(fp, pfn_start, SEEK_SET); 125 126 ``page_owner_sort`` 工具忽略了 ``PFN`` 行，将剩余的行放在buf中，使用regexp提 127 取页序值，计算buf的次数和页数，最后根据参数进行排序。 128 129 在 ``sorted_page_owner.txt`` 中可以看到关于谁分配了每个页面的结果。一般输出:: 130 131 XXX times, XXX pages: 132 Page allocated via order XXX, ... 133 // Detailed stack 134 135 默认情况下， ``page_owner_sort`` 是根据buf的时间来排序的。如果你想 136 按buf的页数排序，请使用-m参数。详细的参数是: 137 138 基本函数:: 139 140 排序: 141 -a 按内存分配时间排序 142 -m 按总内存排序 143 -p 按pid排序。 144 -P 按tgid排序。 145 -n 按任务命令名称排序。 146 -r 按内存释放时间排序。 147 -s 按堆栈跟踪排序。 148 -t 按时间排序（默认）。 149 --sort <order> 指定排序顺序。排序的语法是[+|-]key[,[+|-]key[,...]]。从 150 **标准格式指定器**那一节选择一个键。"+"是可选的，因为默认的方向是数字或 151 词法的增加。允许混合使用缩写和完整格式的键。 152 153 例子: 154 ./page_owner_sort <input> <output> --sort=n,+pid,-tgid 155 ./page_owner_sort <input> <output> --sort=at 156 157 其它函数:: 158 159 剔除: 160 --cull <rules> 161 指定剔除规则。剔除的语法是key[,key[,...]]。从**标准格式指定器** 162 部分选择一个多字母键。 163 <rules>是一个以逗号分隔的列表形式的单一参数，它提供了一种指定单个剔除规则的 164 方法。 识别的关键字在下面的**标准格式指定器**部分有描述。<规则>可以通过键的 165 序列k1,k2,...来指定，在下面的标准排序键部分有描述。允许混合使用简写和完整形 166 式的键。 167 168 Examples: 169 ./page_owner_sort <input> <output> --cull=stacktrace 170 ./page_owner_sort <input> <output> --cull=st,pid,name 171 ./page_owner_sort <input> <output> --cull=n,f 172 173 过滤: 174 -f 过滤掉内存已被释放的块的信息。 175 176 选择: 177 --pid <pidlist> 按pid选择。这将选择进程ID号出现在<pidlist>中的块。 178 --tgid <tgidlist> 按tgid选择。这将选择其线程组ID号出现在<tgidlist> 179 中的块。 180 --name <cmdlist> 按任务命令名称选择。这将选择其任务命令名称出现在 181 <cmdlist>中的区块。 182 183 <pidlist>, <tgidlist>, <cmdlist>是以逗号分隔的列表形式的单个参数， 184 它提供了一种指定单个选择规则的方法。 185 186 187 例子: 188 ./page_owner_sort <input> <output> --pid=1 189 ./page_owner_sort <input> <output> --tgid=1,2,3 190 ./page_owner_sort <input> <output> --name name1,name2 191 192标准格式指定器 193============== 194:: 195 196 --sort的选项: 197 198 短键 长键 描述 199 p pid 进程ID 200 tg tgid 线程组ID 201 n name 任务命令名称 202 st stacktrace 页面分配的堆栈跟踪 203 T txt 块的全文 204 ft free_ts 页面释放时的时间戳 205 at alloc_ts 页面被分配时的时间戳 206 ator allocator 页面的内存分配器 207 208 --curl的选项: 209 210 短键 长键 描述 211 p pid 进程ID 212 tg tgid 线程组ID 213 n name 任务命令名称 214 f free 该页是否已经释放 215 st stacktrace 页面分配的堆栈跟踪 216 ator allocator 页面的内存分配器 217