linux内核内存泄露检测

经常碰到系统跑着跑着一段时间内存满了，出现内存泄漏的问题，系统软件太庞大，这类问题又不好直接从源码中分析，所以需要借助工具来分析了，kmemleak就是这样的一个工具。

在Kernel hacking中打开CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK =y即使能了kmemleak，其实就是开了一个内核线程，该内核线程每10分钟（默认值）扫描内存，并打印发现新的未引用的对象的数量。kmemleak的原理其实就是通过kmalloc、vmalloc、kmem_cache_alloc等内存的分配，跟踪其指针，连同其他的分配大小和堆栈跟踪信息，存储在PRIO搜索树。如果存在相应的释放函数调用跟踪和指针，就会从kmemleak数据结构中移除。下面我们看看具体的用法。

查看内核打印信息详细过程如下：

1、挂载debugfs文件系统

   mount -t debugfs nodev /sys/kernel/debug/

2、开启内核自动检测线程

   echo scan > /sys/kernel/debug/kmemleak

3、查看打印信息

   cat /sys/kernel/debug/kmemleak

4、清除内核检测报告，新的内存泄露报告将重新写入/sys/kernel/debug/kmemleak

   echo clear > /sys/kernel/debug/kmemleak

内存扫描参数可以进行修改通过向/sys/kernel/debug/kmemleak 文件写入。 参数使用如下：

  off 禁用kmemleak（不可逆）

  stack=on 启用任务堆栈扫描(default)

  stack=off 禁用任务堆栈扫描

  scan=on 启动自动记忆扫描线程(default)

  scan=off 停止自动记忆扫描线程

  scan=<secs>设置n秒内自动记忆扫描，默认600s

  scan 开启内核扫描

  clear 清除内存泄露报告

  dump=<addr>转存信息对象在<addr>

通过“kmemleak = off”，也可以在启动时禁用Kmemleak在内核命令行。在初始化kmemleak之前，内存的分配或释放这些动作被存储在一个前期日志缓冲区。这个缓冲区的大小通过配CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK_EARLY_LOG_SIZE设置。

1. 在需要内存泄漏检查的代码的开始调用void mtrace(void) (在mcheck.h中? 有声明). mtrace为malloc等函数安装hook, 用于记录内存分配信息.在需要内存泄漏检查的代码的结束调用void muntrace(void).\x0d\x0a注意: 一般情况下不要调用muntrace, 而让程序自然结束. 因为可能有些释放内存代码要到muntrace之后才运行.\x0d\x0a\x0d\x0a2. 用debug模式编译被检查代码(-g或-ggdb)\x0d\x0a\x0d\x0a3. 设置环境变量MALLOC_TRACE为一文件名, 这一文件将存有内存分配信息.\x0d\x0a\x0d\x0a4. 运行被检查程序, 直至结束或muntrace被调用.\x0d\x0a\x0d\x0a5. 用mtrace命令解析内存分配Log文件($MALLOC_TRACE)\x0d\x0a(mtrace foo $MALLOC_TRACE, where foo is the executible name)\x0d\x0a如果有内存泄漏, mtrace会输出分配泄漏\x0d\x0a内存的代码位置,以及分配数量.\x0d\x0a\x0d\x0a附加说明\x0d\x0a1. 可以将mtrace, muntrace放入信号处理函数(USR1, USR2), 以动态地进行内存泄漏检查控制.\x0d\x0a2. mtrace是个perl代码, 如果你对符号地址与代码文本的转换感兴趣, 可以读一下.\x0d\x0a3. again, 尽量不要用muntrace()\x0d\x0aFor C++ Leak:\x0d\x0a检查内存泄漏的方法除glibc提供外；还可以试试一些专用的程序。\x0d\x0a很奇怪，redhat 9 居然不带mtrace perl脚本，只好下载gcc源码编译了\x0d\x0awget --passive-ftp ftp://rpmfind.net/linux/redhat/9 ... -2.3.2-11.9.src.rpm\x0d\x0arpm -ivh glibc*.src.rpm\x0d\x0acd /usr/src/redhat/SPECS/\x0d\x0arpmbuild -ba glibc-9.spec\x0d\x0acd /var/tmp/glibc-2.3.2-root/usr/bin/\x0d\x0acp mtrace /usr/bin/\x0d\x0a调试方法如下:\x0d\x0avi a.c\x0d\x0a1 #include\x0d\x0a2\x0d\x0a3 int main()\x0d\x0a4 {\x0d\x0a5 mtrace()\x0d\x0a6 malloc(10)\x0d\x0a7 malloc(16)\x0d\x0a8 return 0\x0d\x0a9 }\x0d\x0a$gcc -g a.c #记得编译带-g调试选项\x0d\x0a$export MALLOC_TRACE=a.log\x0d\x0a$./a.out\x0d\x0a$unset MALLOC_TRACE #记得执行完后unset变量,否则可能运行其他命令可能覆盖log\x0d\x0a$mtrace a.out a.log\x0d\x0aMemory not freed:\x0d\x0a-----------------\x0d\x0aAddress Size Caller\x0d\x0a0x09b08378 0xa at /XXX/a.c:6\x0d\x0a0x09b08388 0x10 at /XXX/a.c:7\x0d\x0a可以看到,会显示未释放动态空间的代码具体位置。

内存泄漏指由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。内存泄漏并非指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，由于设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。

可以使用相应的软件测试工具对软件进行检测。

1. ccmalloc－Linux和Solaris下对C和C++程序的简单的使用内存泄漏和malloc调试库。

2. Dmalloc－Debug Malloc Library.

3. Electric

Fence－Linux分发版中由Bruce Perens编写的malloc()调试库。

4. Leaky－Linux下检测内存泄漏的程序。

5. LeakTracer－Linux、Solaris和HP-UX下跟踪和分析C++程序中的内存泄漏。

6. MEMWATCH－由Johan

Lindh编写，是一个开放源代码C语言内存错误检测工具，主要是通过gcc的precessor来进行。

7. Valgrind－Debugging and profiling Linux programs, aiming at

programs written in C and C++.

8. KCachegrind－A visualization tool for the profiling data

generated by Cachegrind and Calltree.

9. Leak

Monitor－一个Firefox扩展，能找出跟Firefox相关的泄漏类型。

10. IE Leak Detector

(Drip/IE Sieve)－Drip和IE Sieve leak

detectors帮助网页开发员提升动态网页性能通过报告可避免的因为IE局限的内存泄漏。

11. Windows Leaks

Detector－探测任何Win32应用程序中的任何资源泄漏(内存，句柄等)，基于Win API调用钩子。

12. SAP Memory

Analyzer－是一款开源的JAVA内存分析软件，可用于辅助查找JAVA程序的内存泄漏，能容易找到大块内存并验证谁在一直占用它，它是基于Eclipse

RCP(Rich Client Platform)，可以下载RCP的独立版本或者Eclipse的插件。

13. DTrace－即动态跟踪Dynamic

Tracing，是一款开源软件，能在Unix类似平台运行，用户能够动态检测 *** 作系统内核和用户进程，以更精确地掌握系统的资源使用状况，提高系统性能，减少支持成本，并进行有效的调节。

14. IBM Rational PurifyPlus－帮助开发人员查明C/C++、托管.NET、Java和VB6代码中的性能和可靠性错误。PurifyPlus

将内存错误和泄漏检测、应用程序性能描述、代码覆盖分析等功能组合在一个单一、完整的工具包中。

15. Parasoft Insure++－针对C/C++应用的运行时错误自动检测工具，它能够自动监测C/C++程序，发现其中存在着的内存破坏、内存泄漏、指针错误和I/O等错误。并通过使用一系列独特的技术（SCI技术和变异测试等），彻底的检查和测试我们的代码，精确定位错误的准确位置并给出详细的诊断信息。能作为Microsoft

Visual C++的一个插件运行。

16. Compuware DevPartner for Visual C++ BoundsChecker

Suite－为C++开发者设计的运行错误检测和调试工具软件。作为Microsoft Visual Studio和C++ 6.0的一个插件运行。

17. Electric Software GlowCode－包括内存泄漏检查，code

profiler，函数调用跟踪等功能。给C++和.Net开发者提供完整的错误诊断，和运行时性能分析工具包。

18. Compuware DevPartner Java

Edition－包含Java内存检测,代码覆盖率测试,代码性能测试,线程死锁,分布式应用等几大功能模块。

19. Quest JProbe－分析Java的内存泄漏。

20. ej-technologies JProfiler－一个全功能的Java剖析工具，专用于分析J2SE和J2EE应用程序。它把CPU、执行绪和内存的剖析组合在一个强大的应用中。JProfiler可提供许多IDE整合和应用服务器整合用途。JProfiler直觉式的GUI让你可以找到效能瓶颈、抓出内存泄漏、并解决执行绪的问题。4.3.2注册码：A-G666#76114F-1olm9mv1i5uuly#0126

21. BEA JRockit－用来诊断Java内存泄漏并指出根本原因，专门针对Intel平台并得到优化，能在Intel硬件上获得最高的性能。

22. SciTech Software AB .NET Memory

Profiler－找到内存泄漏并优化内存使用针对C#，VB.Net，或其它.Net程序。

23. YourKit .NET &Java Profiler－业界领先的Java和.NET程序性能分析工具。

24. AutomatedQA AQTime－AutomatedQA的获奖产品performance profiling和memory

debugging工具集的下一代替换产品，支持Microsoft, Borland, Intel, Compaq 和

GNU编译器。可以为.NET和Windows程序生成全面细致的报告，从而帮助您轻松隔离并排除代码中含有的性能问题和内存/资源泄露问题。支持.Net

1.0,1.1,2.0,3.0和Windows 32/64位应用程序。

25. JavaScript Memory Leak Detector－微软全球产品开发欧洲团队(Global Product

Development- Europe team, GPDE)

发布的一款调试工具，用来探测JavaScript代码中的内存泄漏，运行为IE系列的一个插件。

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