使用mmap来学习/proc/pid/smaps
内容提要
在这篇文章中，作者通过使用/proc/pid/smaps来观测进程的状态，并解释了其中各个字段的含义。作者还通过编写代码来验证了文档中的描述，并讨论了一些特殊情况。最后，作者介绍了ASLR技术对smaps文件分析的影响，并给出了一些示例代码来说明不同情况下的输出结果。
延伸解读
理解PSS：共享内存的公平分摊
PSS（Proportional Set Size）将共享页按共享进程数均摊，例如两个进程共享60kB，则每个进程的PSS增加30kB。这比RSS更能反映进程实际占用的内存份额。但需注意，PSS的统计粒度是页，若进程间没有共享同一物理页，即使映射同一文件，PSS也可能等于RSS。
写时复制对内存统计的影响
使用MAP_PRIVATE映射文件时，写操作会触发写时复制，生成私有的匿名页。在smaps中表现为Anonymous和Private_Dirty增加，而Shared_Clean减少。这解释了为何私有修改不会影响其他进程，也提醒我们分析内存时需区分共享与私有、干净与脏页。
ASLR对smaps分析的干扰
ASLR随机化进程地址空间，使得每次运行映射地址不同，给对比smaps输出带来困难。作者通过临时禁用ASLR来稳定观察。在实际分析中，若需精确比较，可考虑关闭ASLR，但需注意这会影响系统安全性，仅建议在测试环境中使用。
读取smaps的竞争条件与版本差异
读取/proc/pid/smaps时，内存映射可能正在修改，导致输出不一致，但内核保证部分输出的正确性。此外，不同内核版本和配置下，smaps字段可能变化，如THP相关字段。因此，分析时应结合内核文档，并注意环境差异，避免直接套用。
Q&A
如何临时禁用ASLR以便分析/proc/pid/smaps？
使用命令：sudo sh -c 'echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space' 来临时禁用ASLR。
为什么用mmap分配匿名内存后，smaps中的Rss和Pss没有增加？
因为mmap分配匿名页时，Linux会使用ZeroPage（一个由0填充的只读内存页）来优化填充效率。只有当对该内存进行写操作时，才会触发copy-on-write机制，操作系统才会真正分配物理内存，此时Rss和Pss才会增加。
Pss和Rss有什么区别？
Rss是进程驻留内存大小，即进程使用的物理内存总量；Pss是比例驻留内存大小，它考虑了内存共享：每个共享页面按共享进程数比例计算。例如，一个进程独占1000页，与另一个进程共享1000页，则Pss为1500页。
使用MAP_PRIVATE映射文件并写入后，smaps中哪些字段会变化？
写入会触发copy-on-write，导致Anonymous增加（如4kB），Private_Dirty增加（如4kB），Pss_Dirty增加（如4kB），同时Shared_Clean减少（如从64kB减至60kB），Pss也会相应变化（如从64kB变为34kB）。
Pss_Dirty是如何计算的？
Pss_Dirty是Pss中脏页的部分，只统计共享脏页，每个页面按其共享的进程数比例计算。例如，两个进程共享一个脏页，则每个进程的Pss_Dirty增加该页大小的一半。
读取/proc/pid/smaps时存在竞争条件吗？
是的，读取/proc/pid/maps或/proc/pid/smaps时存在竞争条件。在内存映射修改的同时进行部分读取可能会遇到不一致性，但Linux内核保证了部分输出的正确性。
