如何在 Linux 上使用 pmap 命令
找出一个 Linux 进程使用了多少 RAM 并不是一件简单的事情——尤其是在需要考虑共享内存的时候。值得庆幸的是，pmap 命令可以帮助您理解这一切。
内存映射
在现代操作系统中，每个进程都位于自己分配的内存区域或分配空间中。分配区域的边界不直接映射到物理硬件地址。操作系统为每个进程创建一个虚拟内存空间，并充当将虚拟内存映射到物理内存的抽象层。
内核为每个进程维护一个转换表，并由 CPU 访问。当内核更改在特定 CPU 核心上运行的进程时，它会更新将进程和 CPU 核心联系在一起的转换表。
抽象的好处
这个方案有好处。对于用户空间中的每个进程，内存的使用在某种程度上被封装和沙盒化。进程仅根据虚拟内存地址“看到”内存。这意味着它只能使用操作系统提供的内存。除非它可以访问某些共享内存，否则它既不知道也无法访问分配给其他进程的内存。
将基于硬件的物理内存抽象为虚拟内存地址，使内核可以更改某些虚拟内存映射到的物理地址。它可以通过更改虚拟内存区域指向的实际地址来将内存交换到磁盘。它还可以推迟提供物理内存，直到实际需要为止。
只要读取或写入内存的请求按要求得到服务，内核就可以随意调整映射表，因为它认为合适。
按需分配内存
映射表和“RAM on demand”的概念开启了共享内存的可能性。内核会尽量避免将相同的东西多次加载到内存中。例如，它会将一个共享库加载到内存中一次，并将其映射到需要使用它的不同进程。每个进程都有自己唯一的共享库地址，但它们都指向相同的实际位置。
如果共享内存区域是可写的，则内核使用一种称为写时复制的方案。如果一个进程写入共享内存，而共享该内存的其他进程不应该看到更改，则在写入请求时创建共享内存的副本。
2009 年 12 月发布的 Linux 内核 2.6.32 为 Linux 提供了一项名为“Kernel SamePage Merging”的功能。这意味着 Linux 可以检测不同地址空间中的相同数据区域。想象一下在一台计算机上运行一系列虚拟机，并且虚拟机都运行相同的操作系统。使用共享内存模型和写时复制，可以大大减少主机上的开销。
所有这些都使得 Linux 中的内存处理变得复杂并且尽可能地优化。但是这种复杂性使得很难查看进程并了解其内存使用情况。
pmap 实用程序
内核通过“/proc”系统信息伪文件系统中的两个伪文件公开了它对 RAM 所做的很多事情。每个进程有两个文件，以每个进程的进程 ID 或 PID 命名：“/proc/maps”和“/proc//smaps”。
pmap 工具从这些文件中读取信息并在终端窗口中显示结果。很明显，每当我们使用 pmap 时，我们都需要提供我们感兴趣的进程的 PID。
查找进程 ID
有几种方法可以找到进程的 PID。这是我们将在示例中使用的一个简单程序的源代码。它是用 C 语言编写的。它所做的只是向终端窗口打印一条消息并等待用户按下“Enter”键。
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("How-To Geek test program.");
getc(stdin);
} // end of main该程序使用 gcc 编译器编译为名为 pm 的可执行文件：
gcc -o pm pm.c
因为程序会等待用户点击“Enter”，所以它会一直运行到我们想要的时间。
./pm
程序启动、打印消息并等待击键。我们现在可以搜索它的 PID。 ps 命令列出正在运行的进程。 -e（显示所有进程）选项使 ps 列出每个进程。我们将通过 grep 传输输出并过滤掉名称中包含“pm”的条目。
ps -e | grep pm
这会列出名称中任意位置带有“pm”的所有条目。
我们可以使用 pidof 命令更加具体。我们在命令行中为 pidof 提供我们感兴趣的进程的名称，它会尝试找到匹配项。如果找到匹配项，pidof 会打印匹配进程的 PID。
pidof pm
当您知道进程名称时，pidof 方法更简洁，但即使只知道进程名称的一部分，ps 方法也能正常工作。
使用 pmap
随着我们的测试程序运行，一旦我们确定了它的 PID，我们就可以像这样使用 pmap：
pmap 40919
为我们列出了进程的内存映射。
这是命令的完整输出：
40919: ./pm
000056059f06c000 4K r---- pm
000056059f06d000 4K r-x-- pm
000056059f06e000 4K r---- pm
000056059f06f000 4K r---- pm
000056059f070000 4K rw--- pm
000056059fc39000 132K rw--- [ anon ]
00007f97a3edb000 8K rw--- [ anon ]
00007f97a3edd000 160K r---- libc.so.6
00007f97a3f05000 1616K r-x-- libc.so.6
00007f97a4099000 352K r---- libc.so.6
00007f97a40f1000 4K ----- libc.so.6
00007f97a40f2000 16K r---- libc.so.6
00007f97a40f6000 8K rw--- libc.so.6
00007f97a40f8000 60K rw--- [ anon ]
00007f97a4116000 4K r---- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a4117000 160K r-x-- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a413f000 40K r---- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a4149000 8K r---- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a414b000 8K rw--- ld-linux-x86-64.so.2
00007ffca0e7e000 132K rw--- [ stack ]
00007ffca0fe1000 16K r---- [ anon ]
00007ffca0fe5000 8K r-x-- [ anon ]
ffffffffff600000 4K --x-- [ anon ]
total 2756K第一行是进程名称及其 PID。其他每一行都显示一个映射的内存地址，以及该地址的内存量，以千字节为单位。每行接下来的五个字符称为虚拟内存权限。有效权限是：
- r：映射的内存可以被进程读取。
- w：映射内存可以被进程写入。
- x：进程可以执行映射内存中包含的任何指令。
- s：映射内存是共享的，对共享内存所做的更改对所有共享内存的进程都是可见的。
- R：没有为这个映射内存预留交换空间。
每行的最后信息是映射源的名称。这可以是进程名称、库名称或系统名称，例如堆栈或堆。
扩展显示
-x（扩展）选项提供了两个额外的列。
pmap -x 40919
这些列被赋予标题。我们已经看到了“地址”、“千字节”、“模式”和“映射”列。新列称为“RSS”和“Dirty”。
这是完整的输出：
40919: ./pm
Address Kbytes RSS Dirty Mode Mapping
000056059f06c000 4 4 0 r---- pm
000056059f06d000 4 4 0 r-x-- pm
000056059f06e000 4 4 0 r---- pm
000056059f06f000 4 4 4 r---- pm
000056059f070000 4 4 4 rw--- pm
000056059fc39000 132 4 4 rw--- [ anon ]
00007f97a3edb000 8 4 4 rw--- [ anon ]
00007f97a3edd000 160 160 0 r---- libc.so.6
00007f97a3f05000 1616 788 0 r-x-- libc.so.6
00007f97a4099000 352 64 0 r---- libc.so.6
00007f97a40f1000 4 0 0 ----- libc.so.6
00007f97a40f2000 16 16 16 r---- libc.so.6
00007f97a40f6000 8 8 8 rw--- libc.so.6
00007f97a40f8000 60 28 28 rw--- [ anon ]
00007f97a4116000 4 4 0 r---- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a4117000 160 160 0 r-x-- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a413f000 40 40 0 r---- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a4149000 8 8 8 r---- ld-linux-x86-64.so.2
00007f97a414b000 8 8 8 rw--- ld-linux-x86-64.so.2
00007ffca0e7e000 132 12 12 rw--- [ stack ]
00007ffca0fe1000 16 0 0 r---- [ anon ]
00007ffca0fe5000 8 4 0 r-x-- [ anon ]
ffffffffff600000 4 0 0 --x-- [ anon ]
---------------- ------- ------- -------
total kB 2756 1328 96- RSS：这是驻留集大小。也就是说，当前位于 RAM 中且未换出的内存量。
- 脏：“脏”内存自进程和映射启动以来已更改。
给我看一切
-X（甚至超过扩展）向输出添加额外的列。注意大写的“X”。另一个名为 -XX 的选项（甚至超过 -X ）向您展示了 pmap 可以从内核获得的一切。由于 -X 是 -XX 的子集，我们将描述 -XX 的输出。
pmap -XX 40919
输出在终端窗口中可怕地缠绕在一起，几乎无法辨认。这是完整的输出：
40919: ./pm
Address Perm Offset Device Inode Size KernelPageSize MMUPageSize Rss Pss Shared_Clean Shared_Dirty Private_Clean Private_Dirty Referenced Anonymous LazyFree AnonHugePages ShmemPmdMapped FilePmdMapped Shared_Hugetlb Private_Hugetlb Swap SwapPss Locked THPeligible VmFlags Mapping
56059f06c000 r--p 00000000 08:03 393304 4 4 4 4 4 0 0 4 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me dw sd pm
56059f06d000 r-xp 00001000 08:03 393304 4 4 4 4 4 0 0 4 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd ex mr mw me dw sd pm
56059f06e000 r--p 00002000 08:03 393304 4 4 4 4 4 0 0 4 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me dw sd pm
56059f06f000 r--p 00002000 08:03 393304 4 4 4 4 4 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me dw ac sd pm
56059f070000 rw-p 00003000 08:03 393304 4 4 4 4 4 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me dw ac sd pm
56059fc39000 rw-p 00000000 00:00 0 132 4 4 4 4 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me ac sd [heap]
7f97a3edb000 rw-p 00000000 00:00 0 8 4 4 4 4 0 0 0 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me ac sd
7f97a3edd000 r--p 00000000 08:03 264328 160 4 4 160 4 160 0 0 0 160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me sd libc.so.6
7f97a3f05000 r-xp 00028000 08:03 264328 1616 4 4 788 32 788 0 0 0 788 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd ex mr mw me sd libc.so.6
7f97a4099000 r--p 001bc000 08:03 264328 352 4 4 64 1 64 0 0 0 64 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me sd libc.so.6
7f97a40f1000 ---p 00214000 08:03 264328 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 mr mw me sd libc.so.6
7f97a40f2000 r--p 00214000 08:03 264328 16 4 4 16 16 0 0 0 16 16 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me ac sd libc.so.6
7f97a40f6000 rw-p 00218000 08:03 264328 8 4 4 8 8 0 0 0 8 8 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me ac sd libc.so.6
7f97a40f8000 rw-p 00000000 00:00 0 60 4 4 28 28 0 0 0 28 28 28 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me ac sd
7f97a4116000 r--p 00000000 08:03 264305 4 4 4 4 0 4 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me dw sd ld-linux-x86-64.so.2
7f97a4117000 r-xp 00001000 08:03 264305 160 4 4 160 11 160 0 0 0 160 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd ex mr mw me dw sd ld-linux-x86-64.so.2
7f97a413f000 r--p 00029000 08:03 264305 40 4 4 40 1 40 0 0 0 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me dw sd ld-linux-x86-64.so.2
7f97a4149000 r--p 00032000 08:03 264305 8 4 4 8 8 0 0 0 8 8 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr mw me dw ac sd ld-linux-x86-64.so.2
7f97a414b000 rw-p 00034000 08:03 264305 8 4 4 8 8 0 0 0 8 8 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me dw ac sd ld-linux-x86-64.so.2
7ffca0e7e000 rw-p 00000000 00:00 0 132 4 4 12 12 0 0 0 12 12 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd wr mr mw me gd ac [stack]
7ffca0fe1000 r--p 00000000 00:00 0 16 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd mr pf io de dd sd [vvar]
7ffca0fe5000 r-xp 00000000 00:00 0 8 4 4 4 0 4 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 rd ex mr mw me de sd [vdso]
ffffffffff600000 --xp 00000000 00:00 0 4 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ex [vsyscall]
==== ============== =========== ==== === ============ ============ ============= ============= ========== ========= ======== ============= ============== ============= ============== =============== ==== ======= ====== ===========
2756 92 92 1328 157 1220 0 12 96 1328 96 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 KB
这里有很多信息。这是列的内容：
- 地址：该映射的起始地址。这使用虚拟内存寻址。
- Perm：内存的权限。
- Offset：如果内存是基于文件的，则此映射在文件中的偏移量。
- Device：Linux 设备号，以主要和次要编号给出。您可以通过运行
lsblk命令查看计算机上的设备编号。 - Inode：与映射关联的文件的 inode。例如，在我们的示例中，这可能是保存有关 pm 程序的信息的 inode。
- 大小：内存映射区域的大小。
- KernelPageSize：内核使用的页面大小。
- MMUPageSize：内存管理单元使用的页面大小。
- Rss：这是驻留集大小。也就是说，当前位于 RAM 中且未换出的内存量。
- Pss：这是比例份额。这是添加到（共享大小除以共享数量）的私有共享大小。
- Shared_Clean：自映射创建以来未更改的与其他进程共享的内存量。请注意，即使内存是可共享的，如果它实际上没有被共享，它仍然被认为是私有内存。
- Shared_Dirty：自映射创建以来已更改的与其他进程共享的内存量。
- Private_Clean：自映射创建以来未更改的私有内存量（未与其他进程共享）。
- Private_Dirty：自映射创建以来已更改的私有内存量。
- 已引用：当前标记为已引用或已访问的内存量。
- Anonymous：没有可换出设备的内存。也就是说，它没有文件支持。
- LazyFree：已标记为
MADV_FREE的页面。这些页面已被标记为可供释放和回收，即使它们可能有未写入的更改。但是，如果在内存映射上设置了MADV_FREE之后发生后续更改，则会删除MADV_FREE标志，并且在写入更改之前不会回收页面。< /李> - AnonHugePages：这些是非文件支持的“巨大”内存页面（大于 4 KB）。
- ShmemPmdMapped：与大页面关联的共享内存。它们也可以被完全驻留在内存中的文件系统使用。
- FilePmdMapped：页面中间目录是内核可用的分页方案之一。这是 PMD 条目指向的文件支持页面的数量。
- Shared_Hugetlb：翻译后备表或 TLB 是内存缓存，用于优化访问用户空间内存位置所花费的时间。这个数字是在与共享大内存页面相关联的 TLB 中使用的 RAM 量。
- Private_Hugetlb：这个数字是在与私有大内存页关联的 TLB 中使用的 RAM 量。
- Swap：正在使用的交换量。
- SwapPss：交换比例份额大小。这是由添加到（共享大小除以共享数）的交换专用内存页组成的交换量。
- 锁定：可以锁定内存映射以防止操作系统调出堆或堆外内存。
- THPeligible：这是一个标志，指示映射是否符合分配透明大页面的条件。 1 表示真，0 表示假。透明大页面是一种内存管理系统，可减少在具有大量 RAM 的计算机上查找 TLB 页面的开销。
- VmFlags：请参阅下面的标志列表。
- Mapping：映射源的名称。这可以是进程名称、库名称或系统名称，例如堆栈或堆。
VmFlags——虚拟内存标志——将是以下列表的一个子集。
- rd：可读。
- wr：可写。
- ex：可执行。
- sh：共享。
- 先生：可以阅读。
- mw：可以写。
- 我：可以执行。
- ms：可以分享。
- gd：堆栈段向下增长。
- pf：纯页框编号范围。页框编号是物理内存页的列表。
- dw：禁止写入映射文件。
- lo：页面被锁定在内存中。
- io：内存映射I/O区。
- sr：提供顺序阅读建议（由
madvise()函数提供。） - rr：提供随机阅读建议。
- dc：如果进程被分叉，则不要复制此内存区域。
- de：不要在重新映射时扩展此内存区域。
- ac：区域负责。
- nr：Swap空间未预留给该区域。
- ht：区域使用巨大的 TLB 页面。
- sf：同步页面错误。
- ar：特定于体系结构的标志。
- wf：如果进程被分叉，则擦除此内存区域。
- dd：不要在核心转储中包含此内存区域。
- sd：软脏标志。
- mm：混合地图区域。
- hg：大页面建议标志。
- nh：没有大页面建议标志。
- mg：可合并建议标志。
- bt：ARM64 偏置温度不稳定受保护页面。
- mt：启用 ARM64 内存标记扩展标记。
- 嗯：Userfaultfd 缺少跟踪。
- uw：Userfaultfd wr-protect 跟踪。
内存管理很复杂
从数据表逆向分析以了解实际情况是很困难的。但至少 pmap 为您提供了全貌，因此您有最好的机会弄清楚您需要了解的内容。
有趣的是，我们的示例程序编译为 16 KB 的二进制可执行文件，但它使用（或共享）大约 2756 KB 的内存，几乎完全是由于运行时库。
最后一个巧妙的技巧是，您可以同时使用 pmap 和 pidof 命令，结合查找进程的 PID 并将其传递给 pmap 变成一个命令：
pmap $(pidof pm)