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HaaS100开发调试系列 之 定位AliOS Things内存及Crash问题

  • HaaS100开发调试系列 之 定位AliOS Things内存及Crash问题

  • 已被浏览: 26 次2021年01月14日    来源:  https://blog.csdn.net/HaaSTech/article/details/112246611
  • 1、前言 这是《HaaS100开发调试系列》第5篇 建议读者把前面几篇快速浏览一下 可以帮助读者尽快上手AliOS Things的开发调试。 前几篇链接如下一文轻松入门HaaS100诊断调试系统 HaaS100开发调试系列 之 如何

    1、前言

    这是《HaaS100开发调试系列》第5篇,建议读者把前面几篇快速浏览一下,可以帮助读者尽快上手AliOS Things的开发调试。

    前几篇链接如下:

    一文轻松入门HaaS100诊断调试系统

    HaaS100开发调试系列 之 如何使用J-Link仿真器调试代码

    HaaS100 开发调试系列 之 CPU利用率(cpuusage)的原理与使用

    HaaS100开发调试系列 之 使用AliOS Things诊断调试组件定位Bug

    本文主要分享开发调试过程中经常遇到的内存问题

    2、先抛出问题

    在开发过程中,开发者总是会遇到诸如:

    • 系统总内存怎么查询?
    • 系统剩余可用内存还有多少呢,我的应用需要malloc 100KB空间,能成功吗?
    • 查询到的系统可用内存还有200KB,为什么我连50KB都申请不到了呢?
    • 系统跑着跑着,就会产生异常crash而死机了,查到原因是系统动态内存耗尽了,即出现了典型的内存泄漏,这个时候应该从哪着手查起呢?

    上述的内存问题总是让人头痛,因此AliOS Things给开发者提供了一套强大的内存问题分析定位方法,即:

    • 内存专用的CLI命令
    • 内存查询API接口
    • 内存dump机制
    • 内存解析工具

    结合这四种方法,希望尽可能给开发者提供系统内存分析,帮助开发者进一步定位内存问题。

    3、打开相关组件

    内存问题分析,依赖AliOS Things提供的debug组件和cli组件。打开步骤如下:

    step1:在Config.in里select debug组件和CLI组件

    举例说明,当前使用的是helloworld_demo,那??

    进入 application/example/helloworld_demo/Config.in,增加2行代码

    select AOS_COMP_DEBUG
    select AOS_COMP_CLI

    image.png

    Step2:使能内存调试宏RHINO_CONFIG_MM_DEBUG,方法是在/platform/boarf/haas1000/config/k_config.h里打开

    #ifndef RHINO_CONFIG_MM_DEBUG
    #define RHINO_CONFIG_MM_DEBUG                1
    #endif

    Step3: 重新编译上电

    aos make distclean
    aos make helloworld_demo@haas100 -c config
    aos make

    Step4 :烧录板子,参考 HaaS100快速开始

    Step5:上电进入系统后,执行cli 命令,系统启动后,操作方法与其他的常用shell类似,按回车有#符号打印,输入help可查看系统自带的几个cli命令,表示系统已经支持cli 命令的输入。

    image

    4、内存CLI命令

    4.1、内存状态查询

    执行dumpsys mm 查看系统内存状态,会有下面的打印输出(举例):

    dumpsys mm

    字段解释

    HEAP中的内容含义(单位为字节):

    ? TotalSz:系统可供malloc的动态内存总大小;

    ? FreeSz:系统当前空闲内存大小;

    ? UsedSz:系统当前已经分配的内存大小,即UsedSz = TotalSz – FreeSz;

    ? MinFreeSz:系统空闲内存的历史最小值,即TotalSz – MinFreeSz 便是内存历史使用量峰值;

    ? MaxFreeBlkSz:系统最大空闲块Size,表示系统此时可供分配出来的内存最大值。

    上面各字段就可以回答本文开头的一些问题:

    “系统总内存怎么查询”—— TotalSz

    “系统剩余可用内存”—— FreeSz

    “查询到的系统可用内存还有200KB,为什么我连50KB都申请不到了呢?” —— 查看MaxFreeBlkSz,这个字段表示系统此时可供分配出来的内存最大值。如果系统大量存在非常小段内存的不断malloc和free的情况,系统会产生一些内存碎片,这个时候即使系统可用内存(FreeSz)还够,也只能最大分配出MaxFreeBlkSz的内存。关于AliOS Things使用的内存算法和对内存碎片的处理,请读者关注我们后续的文章。

    4.2、内存log dump

    执行dumpsys mm_info 可将系统的详细动态内存信息dump出来,如果系统有很多的内存malloc,这一步可能会dump的时间比较久,示例如下:

    dumpsys mm_info
    ------------------------------- all memory blocks --------------------------------- 
    g_kmm_head = 34002240
    ALL BLOCKS
    address,  stat   size     dye     caller   pre-stat    point
    0x34002318  used       8  fefefefe  0x0        pre-used;
    0x34002330  used      32  fefefefe  0x229ad7   pre-used;
    0x34002360  used      32  fefefefe  0x22b5cf   pre-used;
    0x34002390  used      40  fefefefe  0x22d14f   pre-used;
    0x340023c8  used      32  fefefefe  0x208e03   pre-used;
    0x340023f8  used      40  fefefefe  0x22c3af   pre-used;
    0x34002430  used      40  fefefefe  0x22c3af   pre-used;
    0x34002468  used      40  fefefefe  0x22d14f   pre-used;
    0x340024a0  used      32  fefefefe  0x229ad7   pre-used;
    0x340024d0  used      32  fefefefe  0x22b5cf   pre-used;
    0x34002500  used      80  fefefefe  0x207b67   pre-used;
    0x34002560  used      32  fefefefe  0x229ad7   pre-used;
    0x34002590  used      32  fefefefe  0x22b5cf   pre-used;
    0x340025c0  used      40  fefefefe  0x22d14f   pre-used;
    0x340025f8  used      32  fefefefe  0x229ad7   pre-used;
    0x34002628  used      32  fefefefe  0x22b5cf   pre-used;
    0x34002658  used  131072  fefefefe  0x22d865   pre-used;
    0x34022668  used     200  fefefefe  0x22d86f   pre-used;
    0x34022740  used    2048  fefefefe  0x1c5d8979 pre-used;
    0x34022f50  used      40  fefefefe  0x1c5ddc59 pre-used;
    0x34022f88  used     800  fefefefe  0x1c5d671b pre-used;
    0x340232b8  used    8192  fefefefe  0x22d865   pre-used;
    0x340252c8  used     200  fefefefe  0x22d86f   pre-used;
    0x340253a0  used      32  fefefefe  0x1c5d9055 pre-used;
    0x340253d0  used      40  fefefefe  0x1c5d5cf9 pre-used;
    0x34025408  used    5120  fefefefe  0x1c5dd8fd pre-used;
    0x34026818  used      80  fefefefe  0x1c5d5da7 pre-used;
    0x34026878  used    3072  fefefefe  0x22d865   pre-used;
    0x34027488  used     200  fefefefe  0x22d86f   pre-used;
    0x34027560  used      40  fefefefe  0x1c5d7901 pre-used;
    0x34027598  used      40  fefefefe  0x1c5d7935 pre-used;
    0x340275d0  used      40  fefefefe  0x22c3af   pre-used;
    0x34027608  used      32  fefefefe  0x1c5dde4f pre-used;
    0x34027638  used      32  fefefefe  0x1c5d90e7 pre-used;
    0x34027668  used      40  fefefefe  0x1c5d8e03 pre-used;
    0x340276a0  used      40  fefefefe  0x1c5d5cf9 pre-used;
    0x340276d8  used      32  fefefefe  0x1c5d9161 pre-used;
    0x34027708  used      32  fefefefe  0x1c5d916b pre-used;
    0x34027738  used     432  fefefefe  0x2078a7   pre-used;
    0x340278f8  used    1024  fefefefe  0x207dc7   pre-used;
    0x34027d08  used     512  fefefefe  0x1c5d6251 pre-used;
    0x34027f18  free  6660872  abababab  0x0        pre-used; free[(nil)   ,(nil)   ] 
    0x34682230  used  sentinel  fefefefe  0x0        pre-free [0x34027f18];
    
    ----------------------------- all free memory blocks ------------------------------- 
    freelist bitmap: 0x20000
    address,  stat   size     dye     caller   pre-stat    point
    0x34027f18  free  6660872  abababab  0x0        pre-used; free[(nil)   ,(nil)   ] 
    
    ------------------------- memory allocation statistic ------------------------------ 
    ---------------------------------------------------------------------------
    [HEAP]| TotalSz    | FreeSz     | UsedSz     | MinFreeSz  | MaxFreeBlkSz  |
          | 0x00680000 | 0x0065A308 | 0x00025CF8 | 0x0065A0F8 | 0x0065A308    |
    ---------------------------------------------------------------------------
    
    -----------------number of alloc times:-----------------
    [2^06] bytes:    33   |[2^07] bytes:     1   |[2^08] bytes:     3   |[2^09] bytes:     1   |
    [2^10] bytes:   987   |[2^11] bytes:     1   |[2^12] bytes:     2   |[2^13] bytes:     1   |
    [2^14] bytes:     1   |[2^15] bytes:     0   |[2^16] bytes:     0   |[2^17] bytes:     0   |
    [2^18] bytes:     1   |[2^19] bytes:     0   |[2^20] bytes:     0   |[2^21] bytes:     0   |
    [2^22] bytes:     0   |[2^23] bytes:     0   |[2^24] bytes:     0   |[2^25] bytes:     0   |
    [2^26] bytes:     0   |[2^27] bytes:     0   |[2^28] bytes:     0   |[2^29] bytes:     0   |
    

    字段解释

    重点关注的是“ all memory blocks”下面的log,其中几个关键的字段含义为:

    ? address:用户malloc后,系统分配出来的地址,即malloc的返回值

    ? stat: 内存状态,used表示malloc后内存还在使用,free表示这块内存已经释放

    ? size:malloc的大小(单位:字节)

    ? caller:调用malloc的地方,即这块内存的使用者是谁。

    ? dye/pre-stat:AliOS Things使用的内存管理算法相关,这里不赘述。

    5、查看内存的API接口

    如果需要在代码中调用内存状态查询,AliOS Things也提供了如下API接口,该接口的输出与上述执行dumpsys mm的输出一致。

    //需要包含的头文件
    #include "aos/debug.h"
    
    //接口调用方法
    aos_debug_mm_overview(NULL)

    6、内存log解析工具的使用

    面对上面dumpsys mm_info命令输出的这么多log,我们怎么分析呢?

    配合使用coredump_parser.py(路径在/components/utility/debug_tools/)解析为:

    ========== Show MM Statistic Info  ==========
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
     Alloc Addr  |           Func           | Cnt  |  Total Size  |   Line   |       File      
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
      0x208e03   |          srand           |  1   |      32      |          |     reent.c     
     0x1c5d9055  | aos_register_event_filter |  1   |      32      |   131    | /workspace/hass/AliOS-Things/components/utility/yloop/src/local_event.c
     0x1c5dde4f  |    vfs_inode_set_name    |  1   |      32      |    25    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/vfs/vfs_inode.c
     0x1c5d90e7  |      aos_loop_init       |  1   |      32      |    85    | /workspace/hass/AliOS-Things/components/utility/yloop/src/yloop.c
     0x1c5d9161  |     aos_poll_read_fd     |  1   |      32      |   113    | /workspace/hass/AliOS-Things/components/utility/yloop/src/yloop.c
     0x1c5d916b  |     aos_poll_read_fd     |  1   |      32      |   114    | /workspace/hass/AliOS-Things/components/utility/yloop/src/yloop.c
     0x1c5ddc59  |     vfs_lock_create      |  1   |      40      |    17    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/vfs/vfs_adapt.c
     0x1c5d7901  |      kv_lock_create      |  1   |      40      |    33    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/kv/kv_adapt.c
     0x1c5d7935  |      kv_sem_create       |  1   |      40      |    82    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/kv/kv_adapt.c
     0x1c5d8e03  |        event_open        |  1   |      40      |    40    | /workspace/hass/AliOS-Things/components/utility/yloop/src/device.c
      0x207b67   |        localtime         |  1   |      80      |          |     reent.c     
     0x1c5d5cf9  |      aos_mutex_new       |  2   |      80      |   147    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/osal/aos/rhino.c
     0x1c5d5da7  |      aos_queue_new       |  1   |      80      |   349    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/osal/aos/rhino.c
      0x22d14f   |  krhino_sem_dyn_create   |  3   |     120      |   102    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/rhino/k_sem.c
      0x22c3af   | krhino_mutex_dyn_create  |  3   |     120      |   125    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/rhino/k_mutex.c
      0x229ad7   |      osThreadCreate      |  4   |     128      |   250    | /home/william.wgj/work/code/shenmu_lite/shenmu_github/shenmu_aos/platform/mcu/haas1000
                                                                               /drivers/out/haas1000_normalization/../../rtos/rhino/cmsis/cmsis_os.c
      0x22b5cf   | krhino_event_dyn_create  |  4   |     128      |   102    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/rhino/k_event.c
      0x2078a7   |       __sfmoreglue       |  1   |     432      |          |     reent.c     
     0x1c5d6251  |       proc_onecmd        |  1   |     512      |   156    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/cli/cli.c
      0x22d86f   |     task_dyn_create      |  3   |     600      |   280    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/rhino/k_task.c
     0x1c5d671b  |         cli_init         |  1   |     800      |   697    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/cli/cli.c
      0x207dc7   |       __smakebuf_r       |  1   |     1024     |          |     reent.c     
     0x1c5d8979  |      hal_uart_init       |  1   |     2048     |   333    | /workspace/hass/AliOS-Things/platform/mcu/haas1000/hal/uart.c
     0x1c5dd8fd  |     uring_fifo_init      |  1   |     5120     |    25    | /workspace/hass/AliOS-Things/components/dm/ulog/ulog_ring_fifo.c
      0x22d865   |     task_dyn_create      |  3   |    142336    |   275    | /workspace/hass/AliOS-Things/core/rhino/k_task.c
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    

    6.1、使用方法

    1. 将串口输出的异常log 拷贝至coredump_parser.py的同级目录中,文件名任意,这里取名为log
    2. 将elf文件也拷贝至coredump_parser.py的同级目录,elf 路径为out/helloworld_demo@haas100/binary/helloworld_demo@haas100.elf
    3. 执行下面命令(举例)
    python coredump_parser.py log helloworld_demo@haas100.elf

    如果系统提示如“arm-none-eabi-gcc”找不到,表示使用的工具链没有在系统PATH下,
    根据提示,可以在命令后加上-p 指定工具链路径(推荐),如:

    python coredump_parser.py log.txt helloworld_demo@haas100.elf -p /workspace/hass/AliOS-Things/build/compiler/gcc-arm-none-eabi/Linux64/bin/

    这个工具会将系统内存malloc情况输出到表格中,并且按照Total Size从小到大排序,同时指出了每个内存块的申请者caller在代码中的位置,一目了然。如果开发者定位或者怀疑此时系统内出现了内存泄漏,那么经过上面的解析出的系统内存使用,可以直接看出哪个模块的内存只有申请没有释放了,一般是Total Size 最大的那个点!

    7、小结

    系统内存问题的定位比较复杂,使用上面几个方法,可以有效的帮助开发者定位排查一些内存问题,希望开发者多多尝试上面的命令,灵活使用,才能发挥出AliOS Things的诊断调试的强大功能。

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    TAG:内存 系列 crash

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