获得/proc/pid/smaps 的一致快照的正确方法是什么？答案

【问题标题】：What is the correct way to get a consistent snapshot of /proc/pid/smaps?获得/proc/pid/smaps 的一致快照的正确方法是什么？
【发布时间】：2020-01-14 16:26:53
【问题描述】：

我正在尝试从我的 C++ 二进制文件中一个进程的/proc/<pid>/smaps 解析 PSS 值。

根据this SO answer，天真地读取/proc/<pid>/smaps 文件，例如使用ifstream::getLine() 将导致数据集不一致。建议的解决方案是使用read() 系统调用一次性读取整个数据，例如：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

...

char rawData[102400];
int file = open("/proc/12345/smaps", O_RDONLY, 0);

auto bytesRead = read(file, rawData, 102400); // this returns 3722 instead of expected ~64k
close(file);

std::cout << bytesRead << std::endl; 

// do some parsing here after null-terminating the buffer

...

我现在的问题是，尽管我使用了 100kB 的缓冲区，但只返回了 3722 个字节。查看 cat 在使用 strace 解析文件时所做的事情，我发现它正在使用对 read() 的多次调用（每次读取也会获得大约 3k 字节），直到 read() 返回 0 - 如 documentation 中所述read():

...
read(3, "7fa8db3d7000-7fa8db3d8000 r--p 0"..., 131072) = 3588
write(1, "7fa8db3d7000-7fa8db3d8000 r--p 0"..., 3588) = 3588
read(3, "7fa8db3df000-7fa8db3e0000 r--p 0"..., 131072) = 3632
write(1, "7fa8db3df000-7fa8db3e0000 r--p 0"..., 3632) = 3632
read(3, "7fa8db3e8000-7fa8db3ed000 r--s 0"..., 131072) = 3603
write(1, "7fa8db3e8000-7fa8db3ed000 r--s 0"..., 3603) = 3603
read(3, "7fa8db41d000-7fa8db425000 r--p 0"..., 131072) = 3445
write(1, "7fa8db41d000-7fa8db425000 r--p 0"..., 3445) = 3445
read(3, "7fff05467000-7fff05496000 rw-p 0"..., 131072) = 2725
write(1, "7fff05467000-7fff05496000 rw-p 0"..., 2725) = 2725
read(3, "", 131072)                     = 0
munmap(0x7f8d29ad4000, 139264)          = 0
close(3)                                = 0
close(1)                                = 0
close(2)                                = 0
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

但是根据上面链接的 SO 答案，这不应该产生不一致的数据吗？

我还发现了一些关于 proc here 的信息，似乎支持之前的 SO 答案：

查看精确的瞬间快照，可以看到 /proc//smaps 文件和扫描页表。

然后在正文中说：

注意：读取 /proc/PID/maps 或 /proc/PID/smaps 本质上是活泼的（一致输出只能在单个读取调用中实现）。这通常在对这些文件进行部分读取时表现出来，而正在修改内存映射。尽管有比赛，我们确实提供以下服务保证：

1) 映射的地址永远不会后退，这意味着两个区域永远不会重叠。

2) 如果在整个 smaps/maps walk 的生命周期，会有一些输出。

所以在我看来，我只能相信我在单个read() 调用中获得的数据。尽管缓冲区足够大，但它只返回一小部分数据。这反过来意味着实际上没有办法获得/proc/<pid>/smaps 的一致快照，并且cat/使用多个read() 调用返回的数据可能是垃圾，具体取决于日月光比？

或者 2) 实际上是否意味着我对上面列出的上一个 SO 答案太着迷了？

【问题讨论】：

标签： linux procfs

【解决方案1】：

您受限于 fs/seq_file.c 中的内部内核缓冲区大小，该缓冲区用于生成许多 /proc 文件。

缓冲区首先是set to be the size of a page，然后是指数级的grown to fit at least one record，然后是many entire records as will fit，但在能够容纳第一个条目后不再增长。当内部缓冲区无法容纳更多条目时，读取结束。

【讨论】：