pmap
顯示進程的內存映像
語法格式
pmap [-x|-d] [-q] pids
pmap -V
命令簡介
pmap命令主要用於顯示指定進程的內存映像(或稱地址空間)。其中,pids是一個或一組進程的PID。
除了指定進程,如果不加任何選項,pmap命令將會顯示指定進程每個內存映像的起始地址、虛擬內存的大小、進程訪問地址空間的權限,以及內存映射文件等。
命令選項
-x 增加一個標題行,同時顯示每個內存映像實際使用的物理內存大小,以及內容已修改但尚未寫到磁盤的頁面數量等附加進程信息。
-d 增加一個標題行,同時顯示內存映射文件的偏移值,以及存儲設備的主次設備號等附加進程信息。
-q 採用安靜方式,禁止顯示彙總信息行。
-V 顯示命令的版本信息,然後退出。
命令輸出
Address: 內存映像的起始地址。
Kbytes: 內存映像的虛擬內存空間大小(單位爲KB)。
RSS: 內存映像實際駐留物理內存的空間大小(單位爲KB)。
Dirty: 內容已修改但尚未寫到磁盤的頁面空間大小(單位爲KB),包括共享與專用的頁面。
Mode: 訪問內存映像的權限:r(讀)、w(寫)、x(執行)、s(共享)與p(專用)。
Mapping: 內存映射文件、分配的內存(其標誌爲“[ anon ]”)或程序棧(其標誌爲“[ stack ]”)。
Offset: 內存映射文件的偏移值。
Device: 存儲設備的主次設備號。
應用實例
1. 顯示bash的地址空間,查詢每個內存映像的概況。
$ pmap 2775
2. 顯示bash的地址空間,瞭解更多的信息。
linux工具pmap原理?
1. 概述
DMA(Direct Memory Access):直接存儲器訪問;
先看問題的引入:
- Non-DMA:CPU直接與設備進行數據交互,CPU的負載會隨着數據的讀寫而增加;
- DMA:CPU不參與數據的直接傳輸,DMA Controller負責Device與Memory之間的數據搬運,並以中斷信號的形式通知CPU;
- 可以看出,使用DMA的最大優點是可以提高CPU的使用率;
2. address mapping
DMA涉及三種地址空間:
- CPU虛擬地址:CPU使用的地址空間;
- CPU物理地址:CPU使用的虛擬地址通過MMU轉換成物理地址;
- 總線地址:設備使用的地址空間;
CPU與Device看待地址的空間不一樣,看幾個示例:
- A:Host bridge負責將Bus address映射到CPU的物理地址空間,可以通過
ioremap
來使用,比如PCI/PCIe; - B:設備使用的總線地址,可以通過IOMMU訪問到CPU的物理地址空間,由IOMMU來負責映射;
- C:設備使用的總線地址與CPU的物理地址相同,不需要使用IOMMU進行地址轉換;
2.1 cache coherence
DMA的操作,通常與cache相關,先了解一下cache coherence:
- cache coherence設備:設備之間的讀寫不需要關心cache的一致性問題,硬件將確保數據一致,比如連接在ARM CCI端口上的設備就是cache coherence設備;
- non-coherence設備:需要額外的軟件操作(flush/invalidate)等操作來確保數據一致;
3. DMA mappings
Linux內核中提供了兩種dma mapping的接口:Consistent mapping和Stream mapping。
3.1 Consistent DMA mappings
- consistent mapping:對應於cache-coherence設備,硬件確保device和CPU都能並行訪問數據,並能看到彼此的更新,而不需要軟件的flush操作;
- 通常在驅動init時進行map操作,而在deinit時進行unmap操作;
通常在使用consistent dma mapping時,首先需要通過dma_alloc_coherent
接口來分配一段區域:
dma_alloc_coherent
用於分配coherent內存,並返回對應的虛擬地址;- 進行內存分配時,存在三種方式:1)優先從設備專用的dma池開始分配;2)無專用dma池,如果是dma-direct訪問,通過dma_direct_alloc分配,而底層是依賴於CMA來分配;3)使用IOMMU的設備,則通過iommu的操作函數集來分配;
3.1 device reserved
通常,可以爲設備指定專用的dma coherent的區域,有以下的方式:
- 通過在設備樹中添加對應的屬性值,驅動中可以調用
of_reserved_mem_device_init
最終完成dma區域的註冊; - 直接通過接口
dma_decleare_coherent_memory
調用來進行註冊;
3.2 dma pool
驅動中經常面臨buffer的管理,可以使用dma pool機制來處理,大概的原理如下:
- dma-pool以頁爲單位來進行管理分配,可以通過添加多個dma池來使用;
- dma-pool子系統的細節描述,需要另起一篇文章了;
3.2 Streaming DMA mappings
- streaming mapping:對應於non-coherence設備;
- 通常在單次DMA傳輸時進行map,在傳輸完成後進行unmap(除非調用了
dma_sync_XXX()
函數); - non-coherence設備,由於buffer不與其他數據共享cache line,通常會work better;
先看一下數據一致性問題:
- dma to device時,需要將cache中的數據flush到memory中;
- dma from device時,需要先將cache中的數據invalidate掉,避免CPU讀取的是原來的數據;
dma_map_single
函數如下:
- map操作時存在兩種方式,直接映射或使用iommu來完成映射;
dma_unmap_single
是逆操作:
從上述函數中可以看到,最終都會調用到arch相關的cache操作,這個與體系結構是強相關的,以arm64爲例:
- 最終的代碼將調用到彙編中,操作也較簡單,不再贅述了;
Linux kernel 已經通過 /proc/$PID/maps 和 smaps 將進程 PID 的內存信息暴露出來了,pmap 只要讀取和解析這些文件就可以了。具體你可以直接看 pmap 的源碼:
pmap.c · master · procps-ng / procps · GitLab
pmap命令詳解
簡介:
pmap - report memory map of a process(查看進程的內存映像信息)pmap命令用於報告進程的內存映射關係,是Linux調試及運維一個很好的工具。
用法
pmap [ -x | -d ] [ -q ] pids…
pmap -V
選項含義
-x extended Show the extended format. 顯示擴展格式
-XX show everything the kernel provides 顯示內核提供的一切信息
-d device Show the device format. 顯示設備格式
-q quiet Do not display some header/footer lines. 不顯示頭尾行
-V show version Displays version of program. 顯示版本
擴展格式和設備格式域:
Address: start address of map 映像起始地址
Kbytes: size of map in kilobytes 映像大小
RSS: resident set size in kilobytes 駐留集大小
Dirty: dirty pages (both shared and private) in kilobytes 髒頁大小
Mode: permissions on map 映像權限: r=read, w=write, x=execute, s=shared, p=private (copy on write)
Mapping: file backing the map , or ‘[ anon ]’ for allocated memory, or ‘[ stack ]’ for the program stack. 映像支持文件,[anon]爲已分配內存 [stack]爲程序堆棧
Offset: offset into the file 文件偏移
Device: device name (major:minor) 設備名
- 查看進程1 的地址
[root@master ~]# pmap -d 1
1: /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
Address Kbytes Mode Offset Device Mapping
00007fd5d7abc000 16 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7ac0000 2044 ----- 0000000000004000 0fd:00000 libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7cbf000 4 r---- 0000000000003000 0fd:00000 libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7cc0000 4 rw--- 0000000000004000 0fd:00000 libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7cc1000 224 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7cf9000 2048 ----- 0000000000038000 0fd:00000 libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7ef9000 12 r---- 0000000000038000 0fd:00000 libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7efc000 4 rw--- 000000000003b000 0fd:00000 libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7efd000 4 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5d7efe000 84 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libz.so.1.2.7
00007fd5d7f13000 2044 ----- 0000000000015000 0fd:00000 libz.so.1.2.7
00007fd5d8112000 4 r---- 0000000000014000 0fd:00000 libz.so.1.2.7
00007fd5d8113000 4 rw--- 0000000000015000 0fd:00000 libz.so.1.2.7
00007fd5d8114000 144 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8138000 2044 ----- 0000000000024000 0fd:00000 liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8337000 4 r---- 0000000000023000 0fd:00000 liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8338000 4 rw--- 0000000000024000 0fd:00000 liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8339000 16 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libcap-ng.so.0.0.0
00007fd5d833d000 2048 ----- 0000000000004000 0fd:00000 libcap-ng.so.0.0.0
00007fd5d853d000 4 r---- 0000000000004000 0fd:00000 libcap-ng.so.0.0.0
00007fd5d853e000 4 rw--- 0000000000005000 0fd:00000 libcap-ng.so.0.0.0
00007fd5d853f000 16 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libattr.so.1.1.0
00007fd5d8543000 2044 ----- 0000000000004000 0fd:00000 libattr.so.1.1.0
00007fd5d8742000 4 r---- 0000000000003000 0fd:00000 libattr.so.1.1.0
00007fd5d8743000 4 rw--- 0000000000004000 0fd:00000 libattr.so.1.1.0
00007fd5d8744000 8 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libdl-2.17.so
00007fd5d8746000 2048 ----- 0000000000002000 0fd:00000 libdl-2.17.so
00007fd5d8946000 4 r---- 0000000000002000 0fd:00000 libdl-2.17.so
00007fd5d8947000 4 rw--- 0000000000003000 0fd:00000 libdl-2.17.so
00007fd5d8948000 384 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libpcre.so.1.2.0
00007fd5d89a8000 2044 ----- 0000000000060000 0fd:00000 libpcre.so.1.2.0
00007fd5d8ba7000 4 r---- 000000000005f000 0fd:00000 libpcre.so.1.2.0
00007fd5d8ba8000 4 rw--- 0000000000060000 0fd:00000 libpcre.so.1.2.0
00007fd5d8ba9000 1800 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libc-2.17.so
00007fd5d8d6b000 2048 ----- 00000000001c2000 0fd:00000 libc-2.17.so
00007fd5d8f6b000 16 r---- 00000000001c2000 0fd:00000 libc-2.17.so
00007fd5d8f6f000 8 rw--- 00000000001c6000 0fd:00000 libc-2.17.so
00007fd5d8f71000 20 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5d8f76000 92 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libpthread-2.17.so
00007fd5d8f8d000 2044 ----- 0000000000017000 0fd:00000 libpthread-2.17.so
00007fd5d918c000 4 r---- 0000000000016000 0fd:00000 libpthread-2.17.so
00007fd5d918d000 4 rw--- 0000000000017000 0fd:00000 libpthread-2.17.so
00007fd5d918e000 16 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5d9192000 84 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libgcc_s-4.8.5-20150702.so.1
00007fd5d91a7000 2044 ----- 0000000000015000 0fd:00000 libgcc_s-4.8.5-20150702.so.1
00007fd5d93a6000 4 r---- 0000000000014000 0fd:00000 libgcc_s-4.8.5-20150702.so.1
00007fd5d93a7000 4 rw--- 0000000000015000 0fd:00000 libgcc_s-4.8.5-20150702.so.1
00007fd5d93a8000 28 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 librt-2.17.so
00007fd5d93af000 2044 ----- 0000000000007000 0fd:00000 librt-2.17.so
00007fd5d95ae000 4 r---- 0000000000006000 0fd:00000 librt-2.17.so
00007fd5d95af000 4 rw--- 0000000000007000 0fd:00000 librt-2.17.so
00007fd5d95b0000 244 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libmount.so.1.1.0
00007fd5d95ed000 2044 ----- 000000000003d000 0fd:00000 libmount.so.1.1.0
00007fd5d97ec000 4 r---- 000000000003c000 0fd:00000 libmount.so.1.1.0
00007fd5d97ed000 4 rw--- 000000000003d000 0fd:00000 libmount.so.1.1.0
00007fd5d97ee000 4 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5d97ef000 84 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libkmod.so.2.2.10
00007fd5d9804000 2044 ----- 0000000000015000 0fd:00000 libkmod.so.2.2.10
00007fd5d9a03000 4 r---- 0000000000014000 0fd:00000 libkmod.so.2.2.10
00007fd5d9a04000 4 rw--- 0000000000015000 0fd:00000 libkmod.so.2.2.10
00007fd5d9a05000 120 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libaudit.so.1.0.0
00007fd5d9a23000 2044 ----- 000000000001e000 0fd:00000 libaudit.so.1.0.0
00007fd5d9c22000 4 r---- 000000000001d000 0fd:00000 libaudit.so.1.0.0
00007fd5d9c23000 4 rw--- 000000000001e000 0fd:00000 libaudit.so.1.0.0
00007fd5d9c24000 40 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5d9c2e000 52 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libpam.so.0.83.1
00007fd5d9c3b000 2048 ----- 000000000000d000 0fd:00000 libpam.so.0.83.1
00007fd5d9e3b000 4 r---- 000000000000d000 0fd:00000 libpam.so.0.83.1
00007fd5d9e3c000 4 rw--- 000000000000e000 0fd:00000 libpam.so.0.83.1
00007fd5d9e3d000 16 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libcap.so.2.22
00007fd5d9e41000 2044 ----- 0000000000004000 0fd:00000 libcap.so.2.22
00007fd5da040000 4 r---- 0000000000003000 0fd:00000 libcap.so.2.22
00007fd5da041000 4 rw--- 0000000000004000 0fd:00000 libcap.so.2.22
00007fd5da042000 144 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 libselinux.so.1
00007fd5da066000 2044 ----- 0000000000024000 0fd:00000 libselinux.so.1
00007fd5da265000 4 r---- 0000000000023000 0fd:00000 libselinux.so.1
00007fd5da266000 4 rw--- 0000000000024000 0fd:00000 libselinux.so.1
00007fd5da267000 8 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5da269000 136 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 ld-2.17.so
00007fd5da479000 40 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5da488000 8 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5da48a000 4 r---- 0000000000021000 0fd:00000 ld-2.17.so
00007fd5da48b000 4 rw--- 0000000000022000 0fd:00000 ld-2.17.so
00007fd5da48c000 4 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007fd5da48d000 1420 r-x-- 0000000000000000 0fd:00000 systemd
00007fd5da7ef000 140 r---- 0000000000162000 0fd:00000 systemd
00007fd5da812000 4 rw--- 0000000000185000 0fd:00000 systemd
00007fd5db8ff000 892 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
00007ffea366a000 132 rw--- 0000000000000000 000:00000 [ stack ]
00007ffea36b3000 8 r-x-- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
ffffffffff600000 4 r-x-- 0000000000000000 000:00000 [ anon ]
mapped: 43424K writeable/private: 1252K shared: 0K
mapped 表示該進程映射的虛擬地址空間大小,也就是該進程預先分配的虛擬內存大小,即ps出的vsz
writeable/private 表示進程所佔用的私有地址空間大小,也就是該進程實際使用的內存大小
shared 表示進程和其他進程共享的內存大小
- 查看進程1的擴展地址
[root@master ~]# pmap -x 1
1: /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22
Address Kbytes RSS Dirty Mode Mapping
00007fd5d7abc000 16 8 0 r-x-- libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7ac0000 2044 0 0 ----- libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7cbf000 4 4 4 r---- libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7cc0000 4 4 4 rw--- libuuid.so.1.3.0
00007fd5d7cc1000 224 36 0 r-x-- libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7cf9000 2048 0 0 ----- libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7ef9000 12 12 12 r---- libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7efc000 4 4 4 rw--- libblkid.so.1.1.0
00007fd5d7efd000 4 0 0 rw--- [ anon ]
00007fd5d7efe000 84 12 0 r-x-- libz.so.1.2.7
00007fd5d7f13000 2044 0 0 ----- libz.so.1.2.7
00007fd5d8112000 4 4 4 r---- libz.so.1.2.7
00007fd5d8113000 4 4 4 rw--- libz.so.1.2.7
00007fd5d8114000 144 16 0 r-x-- liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8138000 2044 0 0 ----- liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8337000 4 4 4 r---- liblzma.so.5.0.99
00007fd5d8338000 4 4 4 rw--- liblzma.so.5.0.99
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