通过 eBPF 程序揭秘匿名内存的秘密，提升内存管理策略

Linux

2024-03-03 22:51:53

通过 eBPF 程序揭示匿名内存的秘密

匿名内存简介

在现代计算环境中，内存管理至关重要，而匿名内存是其中不可或缺的一部分。它代表了未链接到文件系统的内存区域，通常用于存储临时数据和程序栈。随着虚拟化和容器化的普及，监控和管理匿名内存的使用情况变得尤为重要。

eBPF 的力量

eBPF 是一种强大的技术，可以让你编写运行在内核中的沙盒化程序。凭借其可扩展性和灵活性，eBPF 非常适合监视和分析内存使用情况。通过创建 eBPF 程序，你可以深入探究内核操作并收集有价值的见解。

构建 eBPF 程序

要构建一个计算匿名内存使用的 eBPF 程序，需要遵循以下步骤：

创建 eBPF 对象： 使用 bpf_prog_load() 函数创建程序对象。
编写 eBPF 程序： 编写一个程序遍历进程并计算匿名内存使用情况。
附加 eBPF 程序： 使用 bpf_attach_kprobe() 或 bpf_attach_kretprobe() 将程序附加到内核事件。
读取 eBPF 输出： 使用 bpf_map_lookup_elem() 函数从程序读取输出数据。

代码示例

为了更直观地理解，这里是一个示例代码片段：

#include <linux/bpf.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/ptrace.h>

BPF_HASH(anon_mem, u32, u64);

int bpf_prog(struct pt_regs *ctx) {
  // 获取进程 ID
  u32 pid = bpf_get_current_pid_tgid();
  // 获取任务结构
  struct task_struct *task = (struct task_struct *) bpf_get_current_task();
  // 获取内存映射
  struct mm_struct *mm = task->mm;
  // 声明匿名内存使用量变量
  u64 anon_usage = 0;
  // 遍历虚拟内存区域
  struct vm_area_struct *vma = mm->mmap;
  while (vma) {
    // 如果是匿名内存区域
    if (!(vma->vm_flags & VM_FILEMAP)) {
      // 计算匿名内存使用量
      anon_usage += vma->vm_end - vma->vm_start;
    }
    // 下一个虚拟内存区域
    vma = vma->vm_next;
  }
  // 将匿名内存使用量存储到 eBPF 哈希表
  anon_mem.update(&pid, &anon_usage);
  return 0;
}