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execl 内存泄露跟踪

2019-07-13 01:05发布

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遇到了嵌入式linux下面系统级内存泄露问题。跟踪问题日志。
平台：ARM9
内核：2.6.22

问题：execl造成系统内存减少，通过cat /proc/memoinfo 发现少的内存并且都移往slab中去了
测试代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

int main()
{
    int i = 0;
    int pid = 0;

    for (i=0; i<1000; i++)
    {
        pid = fork();
        if (pid < 0)
        {
            printf("fork() fail! ");
            continue;
        }
        else if (pid == 0) //child
        {
            //system("ls");
            execl("/bin/ls", "ls", "", NULL);
            printf("execl() here! ");
            exit(0);
        }
        else
        {
            waitpid(pid, 0, 0);
            printf("[%d] exited!", pid);
        }

        printf("%d ", i);
       
    }

    return 0;
}

20091010：在PC上ubuntu 9.04上测试这个程序发现没有内存减少的现象。在ARM9上发现，每次执行1000次左右，导致有300k左右的内存减少。可能与内核版本（ubuntu 9.04是2.6.30的kernel版本）有关系，通过google或百度并没有发现有这样的问题。估计是配置内核导致的问题。下一步将通过cat /proc/slabinfo 来研究内存多出来的部分的来源。

20091011:通过1000此调用之后，通过cat /proc/slabinfo对比发现，变化最大的是
name            : tunables : slabdata
size-256             120    120    256   15    1 : tunables  120   60    0 : slabdata      8      8      0
size-256            1120   1125    256   15    1 : tunables  120   60    0 : slabdata     75     75      0
计算，pagesperslab为1，即一个page中有一个slab，（75－8）×4K ＝ 268k左右。为了排除其他部分造成的内存泄露。做了一个测试，频繁的进行1000次malloc和free，发现size-256项也无特别变化。可以初步判断，应该是size-256块slab中出现了内存没有释放的行为。下一步动作，研究源代码do_execve部分来看分配192～256k的内存的嫌疑函数以及是否在退出后被释放。

20091012:为了排除slab本身有bug的情况，将内核分配机制改为slub，结果，依然在执行1000次之后少出300k的内存空间。在slub.c中，static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)函数中插入log，这里是分配的必经之路。当分配的大小在128～256之间时，log出分配的size大小。执行测试程序，发现
_DEBUG: get slab size = 192
_DEBUG: get slab size = 208
就是说有分配192和208的需求在。
而简单的ls，或pwd都会打印这个出来，本人据此推断，分析进行shell命令也会有内存泄露问题。手动ls100次，果不其然，大概有52k的内存泄露，平均起来就是2个256的空间没有收回。
对log的出处一直跟踪（callstack），发现最终锁定在load_elf_binary这个函数中，仔细看了code，发现log不是很规范，与同事交流了，原来被touch过。立即找到kmalloc和kfree的地方，看哪个kfree有没有漏掉，果然发现漏洞。去http://lxr.linux.no对比2.6.22历史版本，发现同事的修改有个地方忘记free了，兴奋之余，赶紧改过来，测试5000次。结果正常。原来这个添加的code是同事用来调试用的，忘记砍掉了。我说呢，内核应该没有这样明显的错误的，google也无任何关于此的问题。经过此次跟踪后，对内核内存分配更加理解。

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