一:背景
1. 讲故事
昨天在分析一个 linux 的 dump 时,看到了这么一话警告,参考如下:
0:000> !eeheap -gc *** WARNING: Unable to verify timestamp for SYSV10cf21d1 (deleted)
对,就是上面的 SYSV10cf21d1,拆分一下为 System V + 10cf21d1 ,前者的System V表示共享内存机制,后面的 10cf21d1 表示共享内存中用到的唯一键key,所以这表示当前的 .net 程序直接或者间接的使用了 System V的进程间共享内存,我对 Linux 不是特别熟悉,所以稍微研究了下就有了这篇文章。
二:System V 研究
1. 什么是进程间通信
其实在 Linux 中有很多中方式进行 IPC(进程间通信),我用大模型帮我做了一下汇总,截图如下:

现如今Linux使用最多的还是 POSIX 标准,而 System V 相对来说比较老,为了研究我们写一个小例子观察下基本实现。
2. System V 的一个小例子
为了能够实现进程间通信,开启两个进程(writer,reader)端,一个是往共享内存写入,一个从共享内存中读取,画个简图如下:

接下来在内存段的首位置设置控制flag,后面跟着传输的 content 内容,然后创建一个key与申请的内存段进行绑定,参考代码如下:
1)writer.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <unistd.h> #define SHM_SIZE 1024 // 共享内存段大小 int main() { key_t key; int shmid; char *shm_ptr; // 生成key值 - 使用当前目录和项目ID if ((key = ftok(".", 'x')) == -1) { perror("ftok"); exit(1); } // 创建共享内存段 if ((shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666)) == -1) { perror("shmget"); exit(1); } // 附加到共享内存 if ((shm_ptr = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1) { perror("shmat"); exit(1); } printf("Writer: 连接到共享内存段 %dn", shmid); // 第一个字节作为标志位,其余部分存储数据 char *flag_ptr = shm_ptr; char *data_ptr = shm_ptr + 1; // 初始化标志位 *flag_ptr = 0; // 写入数据到共享内存 char message[] = "Hello from writer process!"; strncpy(data_ptr, message, sizeof(message)); // 设置标志位表示数据已准备好 *flag_ptr = 1; printf("Writer: 已写入消息: "%s"n", message); // 等待读取进程完成 printf("Writer: 等待读取进程确认...n"); while (*flag_ptr != 2) { sleep(1); } // 分离共享内存 if (shmdt(shm_ptr) == -1) { perror("shmdt"); exit(1); } // 删除共享内存段 if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) { perror("shmctl"); exit(1); } printf("Writer: 完成n"); return 0; }
接下来就是 gcc 编译并运行,参考如下:
root@ubuntu2404:/data2# gcc -g writer.c -o writer root@ubuntu2404:/data2# ls writer writer.c root@ubuntu2404:/data2# ./writer Writer: 连接到共享内存段 2 Writer: 已写入消息: "Hello from writer process!" Writer: 等待读取进程确认...
从输出看已经将 "Hello from writer process!" 写到了共享内存,接下来可以用 ipcs -m 观察共享内存段列表,以及虚拟地址段。
root@ubuntu2404:/proc# ipcs -m ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x78030002 3 root 666 1024 1 root@ubuntu2404:/proc# ps -ef | grep writer root 7711 7593 0 10:41 pts/1 00:00:00 ./writer root 7714 7618 0 10:41 pts/2 00:00:00 grep --color=auto writer root@ubuntu2404:/proc# cat /proc/7711/maps 5b412c9bc000-5b412c9bd000 r--p 00000000 08:03 1966088 /data2/writer 5b412c9bd000-5b412c9be000 r-xp 00001000 08:03 1966088 /data2/writer 5b412c9be000-5b412c9bf000 r--p 00002000 08:03 1966088 /data2/writer 5b412c9bf000-5b412c9c0000 r--p 00002000 08:03 1966088 /data2/writer 5b412c9c0000-5b412c9c1000 rw-p 00003000 08:03 1966088 /data2/writer 5b415ad13000-5b415ad34000 rw-p 00000000 00:00 0 [heap] ... 7c755ce80000-7c755ce81000 rw-s 00000000 00:01 3 /SYSV78030002 (deleted) ... ffffffffff600000-ffffffffff601000 --xp 00000000 00:00 0 [vsyscall] root@ubuntu2404:/proc#
上面输出的 /SYSV78030002 (deleted) 便是,哈哈,现在回头看这句 WARNING: Unable to verify timestamp for SYSV10cf21d1 (deleted) 是不是豁然开朗啦。。。
接下来继续聊,另一个进程要想读取共享内存,需要通过同名的key寻找,即下面的 shmget 方法。
2)reader.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <unistd.h> #define SHM_SIZE 1024 // 共享内存段大小 int main() { key_t key; int shmid; char *shm_ptr; // 生成相同的key值 if ((key = ftok(".", 'x')) == -1) { perror("ftok"); exit(1); } // 获取共享内存段 if ((shmid = shmget(key, SHM_SIZE, 0666)) == -1) { perror("shmget"); exit(1); } // 附加到共享内存 if ((shm_ptr = shmat(shmid, NULL, 0)) == (void *)-1) { perror("shmat"); exit(1); } printf("Reader: 连接到共享内存段 %dn", shmid); // 第一个字节是标志位,其余是数据 char *flag_ptr = shm_ptr; char *data_ptr = shm_ptr + 1; // 等待数据准备好 printf("Reader: 等待数据...n"); while (*flag_ptr != 1) { sleep(1); } // 读取数据 printf("Reader: 接收到消息: "%s"n", data_ptr); // 通知写入进程已完成读取 *flag_ptr = 2; // 分离共享内存 if (shmdt(shm_ptr) == -1) { perror("shmdt"); exit(1); } printf("Reader: 完成n"); return 0; }
如果有朋友对绑定逻辑(shmget)的底层感兴趣,可以观察 Linux 中的 ipcget_public 方法,其中的 rhashtable_lookup_fast 便是。
static int ipcget_public(struct ipc_namespace *ns, struct ipc_ids *ids, const struct ipc_ops *ops, struct ipc_params *params) { struct kern_ipc_perm *ipcp; int flg = params->flg; int err; /* * Take the lock as a writer since we are potentially going to add * a new entry + read locks are not "upgradable" */ down_write(&ids->rwsem); ipcp = ipc_findkey(ids, params->key); ... } static struct kern_ipc_perm *ipc_findkey(struct ipc_ids *ids, key_t key) { struct kern_ipc_perm *ipcp; ipcp = rhashtable_lookup_fast(&ids->key_ht, &key, ipc_kht_params); if (!ipcp) return NULL; rcu_read_lock(); ipc_lock_object(ipcp); return ipcp; }
最后就是相同方式的编译运行,截一张图如下:

三:总结
哈哈,dump分析之旅就是这样,在分析中不断的学习新知识,再用新知识指导dump分析,就这样的不断的螺旋迭代,乐此不疲。
