​​​​​​摘要：内存调测方法旨在辅助定位动态内存相关问题，提供了内存池信息统计、内存泄漏检测和踩内存检测三种调测手段。

本文分享自华为云社区《鸿蒙轻内核-内存调测-内存信息统计》，作者：zhushy 。

内存调测方法旨在辅助定位动态内存相关问题，提供了基础的动态内存池信息统计手段，向用户呈现内存池水线、碎片率等信息；提供了内存泄漏检测手段，方便用户准确定位存在内存泄漏的代码行，也可以辅助分析系统各个模块内存的使用情况；提供了踩内存检测手段，可以辅助定位越界踩内存的场景。

内存信息统计

1、基础概念

内存信息包括内存池大小、内存使用量、剩余内存大小、最大空闲内存、内存水线、内存节点数统计、碎片率等。

• 内存水线：即内存池的最大使用量，每次申请和释放时，都会更新水线值，实际业务可根据该值，优化内存池大小；

• 碎片率：衡量内存池的碎片化程度，碎片率高表现为内存池剩余内存很多，但是最大空闲内存块很小，可以用公式（fragment=100-最大空闲内存块大小/剩余内存大小）来度量；

• 其他参数：通过内存管理模块的调用接口，扫描内存池的节点信息，统计出相关信息。

2、功能配置

LOSCFG_MEM_WATERLINE：开关宏，默认打开；若关闭这个功能，在 target_config.h 中将这个宏定义为 0。如需获取内存水线，需要打开该配置。

3、开发指导

关键结构体介绍：

• 内存水线获取

调用 LOS_MemInfoGet 接口，第 1 个参数是内存池首地址，第 2 个参数是 LOS_MEM_POOL_STATUS 类型的句柄，其中字段 usageWaterLine 即水线值。

• 内存碎片率计算

同样调用 LOS_MemInfoGet 接口，可以获取内存池的剩余内存大小和最大空闲内存块大小，然后根据公式（fragment=100-最大空闲内存块大小/剩余内存大小）得出此时的动态内存池碎片率。

4、编程实例

本实例实现如下功能：

1.创建一个监控线程，用于获取内存池的信息；

2.调用 LOS_MemInfoGet 接口，获取内存池的基础信息；

3.利用公式算出使用率及碎片率。

代码实现如下：

编译运行输出的结果如下：

内存泄漏检测机制

1、基础概念

内存泄漏检测机制作为内核的可选功能，用于辅助定位动态内存泄漏问题。开启该功能，动态内存机制会自动记录申请内存时的函数调用关系（下文简称 LR）。如果出现泄漏，就可以利用这些记录的信息，找到内存申请的地方，方便进一步确认。

2、功能配置

• LOSCFG_MEM_LEAKCHECK：开关宏，默认关闭；若打开这个功能，在 target_config.h 中将这个宏定义为 1。

• LOSCFG_MEM_RECORD_LR_CNT：记录的 LR 层数，默认 3 层；每层 LR 消耗 sizeof(void *)字节数的内存。

• LOSCFG_MEM_OMIT_LR_CNT：忽略的 LR 层数，默认 4 层，即从调用 LOS_MemAlloc 的函数开始记录，可根据实际情况调整。为啥需要这个配置？有 3 点原因如下：

- LOS_MemAlloc 接口内部也有函数调用；

- 外部可能对 LOS_MemAlloc 接口有封装；

- LOSCFG_MEM_RECORD_LR_CNT 配置的 LR 层数有限；

正确配置这个宏，将无效的 LR 层数忽略，就可以记录有效的 LR 层数，节省内存消耗。

3、开发指导

3.1 开发流程

该调测功能可以分析关键的代码逻辑中是否存在内存泄漏。开启这个功能，每次申请内存时，会记录 LR 信息。在需要检测的代码段前后，调用 LOS_MemUsedNodeShow 接口，每次都会打印指定内存池已使用的全部节点信息，对比前后两次的节点信息，新增的节点信息就是疑似泄漏的内存节点。通过 LR，可以找到具体申请的代码位置，进一步确认是否泄漏。

调用 LOS_MemUsedNodeShow 接口输出的节点信息格式如下：每 1 行为一个节点信息；第 1 列为节点地址，可以根据这个地址，使用 GDB 等手段查看节点完整信息；第 2 列为节点的大小，等于节点头大小+数据域大小；第 3~5 列为函数调用关系 LR 地址，可以根据这个值，结合汇编文件，查看该节点具体申请的位置。

注意: 开启内存检测会影响内存申请的性能，且每个内存节点都会记录 LR 地址，内存开销也加大。

3.2 编程实例

本实例实现如下功能：构建内存泄漏代码段。

1.     调用 LOS_MemUsedNodeShow 接口，输出全部节点信息打印；

2.     申请内存，但没有释放，模拟内存泄漏；

3.     再次调用 LOS_MemUsedNodeShow 接口，输出全部节点信息打印；

4.     将两次 log 进行对比，得出泄漏的节点信息；

5.     通过 LR 地址，找出泄漏的代码位置；

3.3 示例代码

代码实现如下：

3.4 结果验证

编译运行输出 log 如下：

对比两次 log，差异如下，这些内存节点就是疑似泄漏的内存块：

部分汇编文件如下:

其中，通过查找 0x080041ee，就可以发现该内存节点是在 MemLeakTest 接口里申请的且是没有释放的。

踩内存检测机制

踩内存检测机制作为内核的可选功能，用于检测动态内存池的完整性。通过该机制，可以及时发现内存池是否发生了踩内存问题，并给出错误信息，便于及时发现系统问题，提高问题解决效率，降低问题定位成本。

功能配置

LOSCFG_BASE_MEM_NODE_INTEGRITY_CHECK：开关宏，默认关闭；若打开这个功能，在 target_config.h 中将这个宏定义为 1。

1.     开启这个功能，每次申请内存，会实时检测内存池的完整性。

2.     如果不开启该功能，也可以调用 LOS_MemIntegrityCheck 接口检测，但是每次申请内存时，不会实时检测内存完整性，而且由于节点头没有魔鬼数字（开启时才有，省内存），检测的准确性也会相应降低，但对于系统的性能没有影响，故根据实际情况开关该功能。

由于该功能只会检测出哪个内存节点被破坏了，并给出前节点信息（因为内存分布是连续的，当前节点最有可能被前节点破坏）。如果要进一步确认前节点在哪里申请的，需开启内存泄漏检测功能，通过 LR 记录，辅助定位。

注意：

开启该功能，节点头多了魔鬼数字字段，会增大节点头大小。由于实时检测完整性，故性能影响较大；若性能敏感的场景，可以不开启该功能，使用 LOS_MemIntegrityCheck 接口检测。

开发指导

开发流程

通过调用 LOS_MemIntegrityCheck 接口检测内存池是否发生了踩内存，如果没有踩内存问题，那么接口返回 0 且没有 log 输出；如果存在踩内存问题，那么会输出相关 log，详见下文编程实例的结果输出。

编程实例

本实例实现如下功能：

1.     申请两个物理上连续的内存块；

2.     通过 memset 构造越界访问，踩到下个节点的头 4 个字节；

3.     调用 LOS_MemIntegrityCheck 检测是否发生踩内存。

示例代码

代码实现如下：

结果验证

编译运行输出 log 如下：

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