메모리 분석에 사용할 수 있는 다양한 도구에 대해 정리한다.
가상 메모리 통계 정보를 제공한다. 현재 가용 메모리와 페이지 통계 등 메모리에 대한 다양한 정보를 제공한다. manual 페이지에는 아래와 같이 필드 설명이 되어 있다.
Memory
swpd: the amount of virtual memory used.
free: the amount of idle memory.
buff: the amount of memory used as buffers.
cache: the amount of memory used as cache.
inact: the amount of inactive memory. (-a option)
active: the amount of active memory. (-a option)
vmstat은 실행 시 특별한 권한을 필요로 하지 않는다.
$vmstat 1 -Sm
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
0 0 908 21698 5833 4774 0 0 14 34 12 42 1 1 98 0 0
0 0 908 21698 5833 4774 0 0 0 0 69221 138980 1 4 95 0 0
2 0 908 21698 5833 4774 0 0 0 60 93788 187899 0 5 95 0 0
위 내용 중 메모리 분석 관점에서 바라볼 분류는 다음과 같다.
si, so 항목이 0이 아니라면 스왑 장치에 파일에 페이징을 하고 있는 것이므로 시스템에 메모리 부하가 있다고 짐작해 볼 수 있다.
slabtop 명령어는 실시간으로 커널의 슬랩 캐시 정보를 확인할 수 있다. top 명령어와 유사한 형태의 출력을 보인다. 이 명령어는 /proc/slabinfo 정보를 기반으로 데이터를 생성핸다.
Active / Total Objects (% used) : 5076057 / 5081816 (99.9%)
Active / Total Slabs (% used) : 165982 / 165982 (100.0%)
Active / Total Caches (% used) : 102 / 147 (69.4%)
Active / Total Size (% used) : 1964230.97K / 1965949.51K (99.9%)
Minimum / Average / Maximum Object : 0.01K / 0.39K / 16.81K
OBJS ACTIVE USE OBJ SIZE SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME
1554579 1554579 100% 0.10K 39861 39 159444K buffer_head
1397319 1397172 0% 0.19K 66539 21 266156K dentry
1332690 1332690 100% 1.05K 44423 30 1421536K ext4_inode_cache
378420 378420 100% 0.04K 3710 102 14840K ext4_extent_status
53872 53314 0% 0.57K 1924 28 30784K radix_tree_node
47970 47048 0% 0.20K 1230 39 9840K vm_area_struct
39750 39750 100% 0.13K 1325 30 5300K kernfs_node_cache
30592 30265 0% 0.06K 478 64 1912K anon_vma_chain
25472 24610 0% 0.06K 398 64 1592K kmalloc-64
21924 21924 100% 0.58K 812 27 12992K inode_cache
16813 16813 100% 0.69K 731 23 11696K squashfs_inode_cache
...
각 컬럼은 다음과 같다.
해당 정보는 vmstat -m 명령을 이용하여 동일하게 확인 가능하다.
pmap은 프로세스의 메모리 맵을 확인할 수 있다.
pmap -x 4441
4441: man pmap
Address Kbytes RSS Dirty Mode Mapping
000055d7beef4000 100 100 0 r-x-- man
000055d7beef4000 0 0 0 r-x-- man
000055d7bf10c000 4 4 4 r---- man
...
00007f0e35828000 0 0 0 ----- libseccomp.so.2.4.1
00007f0e368a2000 0 0 0 rw--- ld-2.27.so
00007f0e368a3000 4 4 4 rw--- [ anon ]
00007f0e368a3000 0 0 0 rw--- [ anon ]
00007ffdee1bd000 132 20 20 rw--- [ stack ]
00007ffdee1bd000 0 0 0 rw--- [ stack ]
00007ffdee1e4000 12 0 0 r---- [ anon ]
00007ffdee1e4000 0 0 0 r---- [ anon ]
00007ffdee1e7000 4 4 0 r-x-- [ anon ]
00007ffdee1e7000 0 0 0 r-x-- [ anon ]
ffffffffff600000 4 0 0 --x-- [ anon ]
ffffffffff600000 0 0 0 --x-- [ anon ]
---------------- ------- ------- -------
total kB 29812 4224 1204
smap을 비교해본다.RELRO STACK CANARY NX PIE RPATH RUNPATH Symbols FORTIFY Fortified Fortifiable FILE
No RELRO Canary found NX enabled DSO No RPATH RW-RUNPATH No Symbols
readelf -l elf_example
Elf file type is DYN (Shared object file)
Entry point 0x6554
There are 6 program headers, starting at offset 52
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flg Align
EXIDX 0x01cc98 0x0001cc98 0x0001cc98 0x00688 0x00688 R 0x4
LOAD 0x000000 0x00000000 0x00000000 0x1d324 0x1d324 R E 0x10000
LOAD 0x01d324 0x0002d324 0x0002d324 0x0072c 0x0078c RW 0x10000
DYNAMIC 0x01d5bc 0x0002d5bc 0x0002d5bc 0x00130 0x00130 RW 0x4
NOTE 0x0000f4 0x000000f4 0x000000f4 0x00024 0x00024 R 0x4
GNU_STACK 0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RW 0x10
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00 .ARM.exidx
01 .note.gnu.build-id .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rel.dyn .rel.plt .init .plt .text .fini .rodata .ARM.extab .ARM.exidx .eh_frame
02 .init_array .fini_array .jcr .data.rel.ro .dynamic .got .data .bss
03 .dynamic
04 .note.gnu.build-id
05
RELRO STACK CANARY NX PIE RPATH RUNPATH Symbols FORTIFY Fortified Fortifiable FILE
Partial RELRO Canary found NX enabled DSO No RPATH RW-RUNPATH No Symbols Yes 2 8 ./elf_example
Elf file type is DYN (Shared object file)
Entry point 0x5d78
There are 7 program headers, starting at offset 52
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flg Align
EXIDX 0x01d5f4 0x0001d5f4 0x0001d5f4 0x005d0 0x005d0 R 0x4
LOAD 0x000000 0x00000000 0x00000000 0x1dbc8 0x1dbc8 R E 0x10000
LOAD 0x01dc4c 0x0002dc4c 0x0002dc4c 0x00700 0x00730 RW 0x10000
DYNAMIC 0x01ded0 0x0002ded0 0x0002ded0 0x00130 0x00130 RW 0x4
NOTE 0x000114 0x00000114 0x00000114 0x00024 0x00024 R 0x4
GNU_STACK 0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000 0x00000 RW 0x10
GNU_RELRO 0x01dc4c 0x0002dc4c 0x0002dc4c 0x003b4 0x003b4 R 0x1
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00 .ARM.exidx
01 .note.gnu.build-id .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rel.dyn .rel.plt .init .plt .text .fini .rodata .ARM.extab .ARM.exidx .eh_frame
02 .init_array .fini_array .data.rel.ro .dynamic .got .data .bss
03 .dynamic
04 .note.gnu.build-id
05
06 .init_array .fini_array .data.rel.ro .dynamic
위 바이너리 정보를 확인 시 checksec으로 확인 시 RELRO 가 달라진 것을 확인할 수 있다. 이전 바이너리는 NO RELRO였으나 현재 바이너리는 Partial RELRO이다.
프로그램 헤더 정보를 확인해 보니 현재 바이너리에 GNU_RELRO란 메모리 영역이 새로 생성되었음을 확인 할 수 있다.
이번에 gcc를 9버전으로 업데이트하여 빌드한 결과물의 차이이다. gcc 9을 살펴보니 relro 관련 옵션이 기본으로 활성화 되어있음을 확인할 수 있다. 이로 인해 새로운 섹션들이 추가되었고 어플리케이션 메모리가 증가함을 확인하였다.