在Linux程序中跟踪活动使用的内存

Question

我想跟踪各种程序在特定状态下触摸的内存量.例如,假设我有一个图形程序.当它被最小化时,它可能会使用更少的内存,因为它不会重绘窗口,这需要读取图像和字体并执行大量的库函数.这些对象仍可在内存中访问,但实际上并未使用它们.

类似top的工具是有限使用的,因为它们只是告诉多少内存映射到程序的地址空间,以及它有多少驻留在物理RAM中.同样,泄漏检测器只会告诉内存何时无法访问,而不是仅仅是因为它没有被使用.

是否存在可以以这种方式跟踪活动使用/未使用的内存的现有工具？如果可能的话,我不仅要跟踪堆上的使用情况,还要跟踪存储程序/库代码的内存.

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编辑:我想澄清一下:我想知道程序实际读取,写入或执行某个点之后的内存,即一旦达到某个状态.虽然地址空间中的页数和常驻页数是重要的测量值,但这不是我想要的.

我现在正在追求三种方法:

1. 我编写了一个库,清除了使用`mprotect`从/ proc/self/maps读取的所有内存区域(堆栈及其自己的代码除外)的保护位.它有一个segfault处理程序,可以恢复保护位并递增计数器.我用`LD_PRELOAD`加载它,并在收到信号时开始跟踪内存访问.这产生了一些看似虚假地址的真正故障(它们在故障时不存储在任何寄存器或附近的存储器中).
2. 我写了一个`purge`程序,它使用`mmap`从内存中分配和读取,直到`mmap`返回错误.这有望强制执行目标进程中的所有页面,这些页面在`purge`运行时被暂停.然后,我使用`pidstat`计算目标进程恢复时页面入口的数量.这似乎有效,但它是一个非常生硬的工具.它没有提供有关触摸的页面的任何信息.
3. 我被告知valgrind允许你编写插件,导致某些事件被执行,例如内存访问.到目前为止看起来很有希望

Answer 1

valgrind 工具cachegrind 在跟踪内存使用情况方面做得很好。

还有一些工具可以以图形方式显示 Cachegrind 的输出。

编辑回复更新信息：
在 valgrind 出现之前，我使用了一个名为 mpatrol 的项目。
它使用 mprotect() 使页面只读并跟踪对
页面的访问。它还允许指定何时开始和停止报告，
例如在第 n 个 malloc 之后，以及其他规范。

它可以实现您正在寻找的许多或所有功能。

需要注意的是，它比 valgrind 慢得多。