[linux][memory]使用procrank分析内存利用及分析源代码

前言：

procrank是一个统计内存使用的神器，包括VSS，PSS，PSS和USS的详细参数。作为一个内存使用的分析工具，简直厉害的不要不要的。

作者尝试过几个Linux发行版，都没有把procrank作为可以安装的包。这也不奇怪，作者接触这个命令的时候，也是在Android中使用到的。尽管后来不从事嵌入式开发了，每当遇到类似的问题时，都会情不自禁的想到这个神奇的工具。在Iaas平台中，统计KSM也是利器。

源代码：

如上面所说，代码选自Android的源代码。为了使用方便，作者在github上做了一份拷贝，并写了一个简单的Makefile，方便安装使用。特此声明。

代码见：https://github.com/pacepi/procrank

分析：

1，在分析procrank的代码之前，需要先了解到/proc/pid/pagemap这个文件。

代码实现在linux-4.0.4/fs/proc/task_mmu.c文件的pagemap_read函数中。

哪怕不阅读代码，只看注释，也可以大概了解到：通过/proc/pid/pagemap可以遍历得到当前进程的所有物理页面的PFN和另外的几个标志位。

2，了解/proc/kpagecount文件。

代码实现在linux-4.0.4/fs/proc/page.c文件的kpagecount_read函数中。

依然只看注释，也大致了解到：通过传进来的PFN来计算当前的page被映射过几次。

3，了解/proc/kpageflags文件。

代码实现在linux-4.0.4/fs/proc/page.c文件的kpageflags_read函数中。函数实现了通过PFN获取page的flags的功能。

4，了解/proc/pid/maps文件。

代码实现在linux-4.0.4/fs/proc/task_mmu.c文件的show_map_vma函数中。如图，就是cat命令的maps。maps中描述了进程的虚拟内存空间的分布情况，即一段一段的连续地址区间，所有区间大小的和就是VSS。这就是传说中的“虚拟内存空间”。关于maps，后面会在使用maps解决进程crash的时候详细说明。

5，进入正题，开始分析procrank。

a，既然要分析所有的进程的内存使用情况，那么就需要遍历/proc目录下所有的数字目录，数字就是系统的所有的进程的pid（top，ps等命令，都如此）。

对于每一个进程：

b，打开pagemap，并通过maps获取到所有的map区间。

c，遍历待统计的进程的maps中的所有地址区间，通过pagemap得到进程使用的所有的PFN。再通过kpagecount&kpageflags得到所有的PFN被引用的次数和对应的flags。

d，如上图（例子中pagesize按4k计算），开始计算：

RSS：只要页面在自己的区间内被映射过，就算在自己的头上。例如/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so的某一个页面被60个进程使用过，那么自己还是要算上4K。

PSS：页面被多个进程映射过，那么把使用量平均到大家头上。那么libc的这个页面就只能算在自己头上4k / 60 = 68Bytes。

USS：页面只有被自己使用过，才算到自己头上。USS的统计意义在于，如果这个进程被杀掉了，那么实际上只能释放这么多内存。

e，分析过后，很容易得出结论，一般情况下，都是：VSS >= RSS >= PSS >= USS。分析到此结束。

后记：

一朋友是数据库高手，redis，sql，mongodb都玩的溜。和作者小小抱怨了一下：数据库一般占用内存偏多，但是只要系统内存偏高，哪怕不是db引起的，依然会被找麻烦。于是作者告诉他了这个利器，“怼”回去！！！！

效果图～