Katyusha's blog

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// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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// 场景③：内存抖动 / OOM 风险 —— 基于 vmscan tracepoint 的回收压力归因。
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// 思路（赛题关键证据点：内存使用率、major/minor fault、kswapd 活跃度、回收次数）：
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//   mm_vmscan_direct_reclaim_begin/end：进程在分配内存时被迫"直接回收"(direct reclaim)，
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//       这是内存压力最直接、危害最大的信号。按进程(tgid)累计直接回收次数与耗时，
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//       并以 current 归因——谁在分配内存把系统逼到直接回收。
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//   mm_vmscan_kswapd_wake：后台回收线程 kswapd 被唤醒次数(全局)，反映整体回收活跃度。
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// 这些 tracepoint 跨架构可移植、字段无关(本程序不读字段)，开销极低。
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// 内存使用率与 per-process 缺页(major/minor fault) 由用户态读 /proc 补充，避免高频 kprobe 开销。
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#include "vmlinux.h"
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#include <bpf/bpf_helpers.h>
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char LICENSE[] SEC("license") = "GPL";
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#define TASK_COMM_LEN 16
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struct mem_stat {
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  __u64 direct_reclaim_count; // 直接回收次数
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  __u64 direct_reclaim_ns;    // 直接回收累计耗时
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  char  comm[TASK_COMM_LEN];
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};
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// tgid -> 直接回收开始时间戳
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struct {
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  __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
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  __uint(max_entries, 8192);
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  __type(key, __u32);
31
  __type(value, __u64);
32
} reclaim_start SEC(".maps");
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// tgid -> 累计统计
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struct {
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  __uint(type, BPF_MAP_TYPE_HASH);
37
  __uint(max_entries, 8192);
38
  __type(key, __u32);
39
  __type(value, struct mem_stat);
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} mem_stats SEC(".maps");
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// 单槽全局计数：kswapd 唤醒次数
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struct {
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  __uint(type, BPF_MAP_TYPE_ARRAY);
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  __uint(max_entries, 1);
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  __type(key, __u32);
47
  __type(value, __u64);
48
} kswapd_wakes SEC(".maps");
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static __always_inline struct mem_stat *get_stat(__u32 tgid)
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{
52
  struct mem_stat *st = bpf_map_lookup_elem(&mem_stats, &tgid);
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  if (st)
54
    return st;
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  struct mem_stat zero = {};
56
  bpf_map_update_elem(&mem_stats, &tgid, &zero, BPF_NOEXIST);
57
  return bpf_map_lookup_elem(&mem_stats, &tgid);
58
}
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SEC("tracepoint/vmscan/mm_vmscan_direct_reclaim_begin")
61
int handle_direct_begin(void *ctx)
62
{
63
  __u32 tgid = bpf_get_current_pid_tgid() >> 32;
64
  __u64 now = bpf_ktime_get_ns();
65
  bpf_map_update_elem(&reclaim_start, &tgid, &now, BPF_ANY);
66
  return 0;
67
}
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SEC("tracepoint/vmscan/mm_vmscan_direct_reclaim_end")
70
int handle_direct_end(void *ctx)
71
{
72
  __u32 tgid = bpf_get_current_pid_tgid() >> 32;
73
  __u64 now = bpf_ktime_get_ns();
74
  __u64 *tsp = bpf_map_lookup_elem(&reclaim_start, &tgid);
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  struct mem_stat *st = get_stat(tgid);
77
  if (st) {
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    st->direct_reclaim_count += 1;
79
    if (tsp && now > *tsp)
80
      st->direct_reclaim_ns += now - *tsp;
81
    bpf_get_current_comm(&st->comm, sizeof(st->comm));
82
  }
83
  if (tsp)
84
    bpf_map_delete_elem(&reclaim_start, &tgid);
85
  return 0;
86
}
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SEC("tracepoint/vmscan/mm_vmscan_kswapd_wake")
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int handle_kswapd_wake(void *ctx)
90
{
91
  __u32 key = 0;
92
  __u64 *c = bpf_map_lookup_elem(&kswapd_wakes, &key);
93
  if (c)
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    __sync_fetch_and_add(c, 1);
95
  return 0;
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}