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【Linux】一步一步学Linux——uptime命令(76)

• 23-11-18 12:40
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blog.csdn.net

00. 目录

文章目录

• • 00. 目录
  • 01. 命令概述
  • 02. 命令格式
  • 03. 常用选项
  • 04. 参考示例
  • 05. 附录

01. 命令概述

uptime命令能够打印系统总共运行了多长时间和系统的平均负载。uptime命令可以显示的信息显示依次为：现在时间、系统已经运行了多长时间、目前有多少登陆用户、系统在过去的1分钟、5分钟和15分钟内的平均负载。

02. 命令格式

uptime [参数]
1

03. 常用选项

-p	以漂亮的格式显示机器正常运行的时间
-s	系统自开始运行时间，格式为yyyy-mm-dd hh:mm:ss
-h	显示帮助信息

04. 参考示例

4.1 显示当前系统运行负载情况

[deng@redhat ~]$ uptime 
 10:23:46 up 1 day, 12:19,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.11
[deng@redhat ~]$ 
1
2
3

4.2 使用-p参数显示机器正常运行的时间

[deng@redhat ~]$ uptime  -p
up 1 day, 12 hours, 19 minutes
[deng@redhat ~]$ 
1
2
3

4.3 使用-s参数显示机器启动时间

[deng@redhat ~]$ uptime -s
2019-07-28 22:04:08
[deng@redhat ~]$ 
1
2
3

4.4 系统运行负载说明

[deng@redhat ~]$ uptime 
 10:23:46 up 1 day, 12:19,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.11
1
2

10:23:46 表示当前时间

up 1 day, 12:19 系统运行时间

3 users 正在登录的用户数

load average: 0.00, 0.01, 0.11 依次是 1分钟，5分钟，15分钟的平均负载（load average）

4.5 相关解释

平均负载：

简单来说，平均负载是指单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数，也就是平均活跃进程数，它和CPU使用率并没有直接关系。

最理想的平均活跃进程数

就是刚好每个CPU上都刚好运行着一个进程，这样每个CPU都得到了充分的利用。比如平均负载为4时意味着什么呢？

• 在只有4个CPU的系统上，意味着所有的CPU都刚好被完全占用。
• 在8个CPU的系统上，意味着CPU有50%的空闲。
• 而在有2个CPU系统上，意味着有一半的进程竞争不到CPU。

平均负载为多少时合理

平均负载比CPU个数大的时候，系统就已经出现了过载。

• 如果1分钟，5分钟，15分钟的三个值基本相同，或者相差不大，那就说明系统负载很平稳。
• 如果1分钟的值远小于15分钟的值，就说明系统最近1分钟负载在减少，而过去15分钟内却有很大负载。
• 反之则相反，如果1分钟的值远大于15分钟的值，说明近1分钟负载在增加，这种情况可能是临时性的，也可能还会持续，要持续观察，一旦1分钟的平均负载超过了CPU的数量，意味着系统正在发生过载的问题。

例如：一个单核系统上，平均负载为1.78，0.60，6.56，说明1分钟内，系统有78%的超载，而在15分钟内有556%的超载。

实际生产中，平均负载多高时需要关注

平均负载高于CPU数量70%时，就应该分析排查负载高问题了。

平均负载与CPU使用率

• CPU密集型进程，使用大量CPU会导致平均负载升高，此时两者时一致的。
• I/O密集型进程，等待I/O也会导致平均负载升高，但CPU使用率不一定很高。
• 大量等待CPU的进程调度也会导致平均负载升高，此时的CPU使用率也会比较高。

05. 附录

参考：【Linux】一步一步学Linux系列教程汇总

id="article_content" class="article_content clearfix"> id="content_views" class="markdown_views prism-atom-one-light">

基本概念

LMS（Lite Memory Sanitizer）是一种实时检测内存操作合法性的调测工具。LMS能够实时检测缓冲区溢出（buffer overflow），释放后使用（use after free) 和重复释放（double free), 在异常发生的第一时间通知操作系统，结合backtrace等定位手段，能准确定位到产生内存问题的代码行，极大提升内存问题定位效率。

OpenHarmony LiteOS-M内核的LMS模块提供下面几种功能：

• 支持多内存池检测。

• 支持LOS_MemAlloc、LOS_MemAllocAlign、LOS_MemRealloc申请出的内存检测。

• 支持安全函数的访问检测（默认开启）。

• 支持libc 高频函数的访问检测，包括：memset、memcpy、memmove、strcat、strcpy、strncat、strncpy。

运行机制

LMS使用影子内存映射标记系统内存的状态，一共可标记为三个状态：可读写，不可读写，已释放。影子内存存放在内存池的尾部。

• 内存从堆上申请后，会将数据区的影子内存设置为“可读写”状态，并将头结点区的影子内存设置为“不可读写”状态。

• 内存在堆上被释放时，会将被释放内存的影子内存设置为“已释放”状态。

• 编译代码时，会在代码中的读写指令前插入检测函数，对地址的合法性进行检验。主要是检测访问内存的影子内存的状态值，若检测到影子内存为不可读写，则会报溢出错误；若检测到影子内存为已释放，则会报释放后使用错误。

• 在内存释放时，会检测被释放地址的影子内存状态值，若检测到影子内存非可读写，则会报重复释放错误。

接口说明

OpenHarmony LiteOS-M内核的LMS模块提供下面几种功能，接口详细信息可以查看 API 参考。

表1 LMS模块接口说明

class="table-box">

功能分类	接口名	描述
添加指定内存池被检测	LOS_LmsCheckPoolAdd	将指定内存池的地址范围添加到LMS的内存检测链表上，当访问的地址在链表范围内时，LMS才进行合法性校验；且LOS_MemInit接口会调用该接口，默认将初始化的内存池挂入到检测链表中。
删除指定内存池不被检测	LOS_LmsCheckPoolDel	不检测指定内存池地址范围内的合法性校验。
使能指定内存段锁保护	LOS_LmsAddrProtect	为某段内存地址上锁，设置为不可读写，一旦访问则报错。
去能指定内存段锁保护	LOS_LmsAddrDisableProtect	为某段内存地址解锁，设置为可读写。

开发指导

开发流程

开启LMS调测的典型流程如下：

1. 配置LMS模块相关宏。 配置LMS控制宏LOSCFG_KERNEL_LMS，默认关，在kernel/liteos_m目录下执行 make menuconfig命令配置"Kernel->Enable Lite Memory Sanitizer"中打开YES（如果没有这个选项，需要先勾选Enable Backtrace）：

class="table-box">

宏	menuconfig选项	含义	取值
LOSCFG_KERNEL_LMS	Enable Lms Feature	Lms模块的裁剪开关	YES/NO
LOSCFG_LMS_MAX_RECORD_POOL_NUM	Lms check pool max num	LMS支持的检测内存池最大个数	INT
LOSCFG_LMS_LOAD_CHECK	Enable lms read check	LMS内存读检测的裁剪开关	YES/NO
LOSCFG_LMS_STORE_CHECK	Enable lms write check	LMS内存写检测的裁剪开关	YES/NO
LOSCFG_LMS_CHECK_STRICT	Enable lms strict check, byte-by-byte	LMS内存逐字节严格检测的裁剪开关	YES/NO

2. 在被检测模块的编译脚本中，修改编译选项。 增加LMS检测编译选项-fsanitize=kernel-address。为避免编译器优化，增加-O0编译选项。

gcc与clang编译选项存在差异，参照如下示例：

    if ("$ohos_build_compiler_specified" == "gcc") {
        cflags_c = [
        "-O0",
        "-fsanitize=kernel-address",
        ]
    } else {
        cflags_c = [
        "-O0",
        "-fsanitize=kernel-address",
        "-mllvm",
        "-asan-instrumentation-with-call-threshold=0",
        "-mllvm",
        "-asan-stack=0",
        "-mllvm",
        "-asan-globals=0",
        ]
    }
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class="hide-preCode-box">

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3. 重新编译，查看串口输出。如果检测到内存问题，会输出检测结果。

编程实例

本实例实现如下功能：

1. 创建一个用于Lms测试的任务。
2. 构造内存溢出错误和释放后使用错误。
3. 添加-fsanitize=kernel-address后编译执行，观察输出结果

示例代码

实例代码如下：

本演示代码在 ./kernel/liteos_m/testsuites/src/osTest.c 中编译验证，在TestTaskEntry中调用验证入口函数Example_Lms_test。

请按上文避免编译器优化一节内容，修改osTest.c对应的 ./kernel/liteos_m/testsuites/BUILD.gn。

#define PAGE_SIZE       (0x1000U)
#define INDEX_MAX       20
UINT32 g_lmsTestTaskId;
char g_testLmsPool[2 * PAGE_SIZE];
STATIC VOID testPoolInit(void)
{
    UINT32 ret = LOS_MemInit(g_testLmsPool, 2 * PAGE_SIZE);
    if (ret != 0) {
        PRINT_ERR("%s failed, ret = 0x%x\n", __FUNCTION__, ret);
        return;
    }
}
static VOID LmsTestOsmallocOverflow(VOID)
{
    PRINTK("\n######%s start ######\n", __FUNCTION__);
    UINT32 i;
    CHAR *str = (CHAR *)LOS_MemAlloc(g_testLmsPool, INDEX_MAX);
    PRINTK("str[%2d]=0x%2x ", INDEX_MAX, str[INDEX_MAX]); /* trigger heap overflow at str[INDEX_MAX] */
    PRINTK("\n######%s stop ######\n", __FUNCTION__);
}
static VOID LmsTestUseAfterFree(VOID)
{
    PRINTK("\n######%s start ######\n", __FUNCTION__);
    UINT32 i;
    CHAR *str = (CHAR *)LOS_MemAlloc(g_testLmsPool, INDEX_MAX);
    LOS_MemFree(g_testLmsPool, str);
    PRINTK("str[%2d]=0x%2x ", 0, str[0]); /* trigger use after free at str[0] */
    PRINTK("\n######%s stop ######\n", __FUNCTION__);
}
VOID LmsTestCaseTask(VOID)
{ 
    testPoolInit();
    LmsTestOsmallocOverflow();
    LmsTestUseAfterFree();
}
UINT32 Example_Lms_test(VOID){
    UINT32 ret;    
    TSK_INIT_PARAM_S lmsTestTask;    
    /* 创建用于lms测试的任务 */    
    memset(&lmsTestTask, 0, sizeof(TSK_INIT_PARAM_S));    
    lmsTestTask.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)LmsTestCaseTask;
    lmsTestTask.pcName       = "TestLmsTsk";    /* 测试任务名称 */    				     
    lmsTestTask.uwStackSize  = 0x800;    
    lmsTestTask.usTaskPrio   = 5;    
    lmsTestTask.uwResved   = LOS_TASK_STATUS_DETACHED;    
    ret = LOS_TaskCreate(&g_lmsTestTaskId, &lmsTestTask);    
    if(ret != LOS_OK){        
        PRINT_ERR("LmsTestTask create failed .\n");        
        return LOS_NOK;    
    } 
    return LOS_OK;
}
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结果验证

输出结果示例如下 (根据实际运行环境，数据会有差异)：

######LmsTestOsmallocOverflow start ######
[ERR][TestLmsTsk]*****  Kernel Address Sanitizer Error Detected Start *****
[ERR][TestLmsTsk]Heap buffer overflow error detected
[ERR][TestLmsTsk]Illegal READ address at: [0x21040414]
[ERR][TestLmsTsk]Shadow memory address: [0x21041e84 : 6]  Shadow memory value: [2]
psp, start = 21057d88, end = 21057e80
taskName = TestLmsTsk
taskID   = 5
----- traceback start -----
traceback 0 -- lr = 0x210099f4
traceback 1 -- lr = 0x2101da6e
traceback 2 -- lr = 0x2101db38
traceback 3 -- lr = 0x2101c494
----- traceback end -----

[LMS] Dump info around address [0x21040414]:

        [0x21040390]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7c |  4]:  1  1
        [0x21040398]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7d |  0]:  1  1
        [0x210403a0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7d |  4]:  1  1
        [0x210403a8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7e |  0]:  1  1
        [0x210403b0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7e |  4]:  1  1
        [0x210403b8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7f |  0]:  1  1
        [0x210403c0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7f |  4]:  1  1
        [0x210403c8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e80 |  0]:  1  1
        [0x210403d0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e80 |  4]:  1  1
        [0x210403d8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e81 |  0]:  1  1
        [0x210403e0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e81 |  4]:  1  1
        [0x210403e8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e82 |  0]:  1  1
        [0x210403f0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e82 |  4]:  1  1
        [0x210403f8]:  40  1e  04  21  05  07  00  80 | [0x21041e83 |  0]:  2  2
        [0x21040400]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e83 |  4]:  0  0
        [0x21040408]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e84 |  0]:  0  0
        [0x21040410]:  00  00  00  00 [f8] 03  04  21 | [0x21041e84 |  4]:  0 [2]
        [0x21040418]:  00  8b  06  00  00  00  00  00 | [0x21041e85 |  0]:  2  3
        [0x21040420]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e85 |  4]:  3  3
        [0x21040428]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e86 |  0]:  3  3
        [0x21040430]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e86 |  4]:  3  3
        [0x21040438]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e87 |  0]:  3  3
        [0x21040440]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e87 |  4]:  3  3
        [0x21040448]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e88 |  0]:  3  3
        [0x21040450]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e88 |  4]:  3  3
        [0x21040458]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e89 |  0]:  3  3
        [0x21040460]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e89 |  4]:  3  3
        [0x21040468]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e8a |  0]:  3  3
        [0x21040470]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e8a |  4]:  3  3
        [0x21040478]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e8b |  0]:  3  3
        [0x21040480]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e8b |  4]:  3  3
        [0x21040488]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e8c |  0]:  3  3
        [0x21040490]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e8c |  4]:  3  3
[ERR][TestLmsTsk]*****  Kernel Address Sanitizer Error Detected End *****
str[20]=0xfffffff8
######LmsTestOsmallocOverflow stop ######

######LmsTestUseAfterFree start ######
[ERR][TestLmsTsk]*****  Kernel Address Sanitizer Error Detected Start *****
[ERR][TestLmsTsk]Use after free error detected
[ERR][TestLmsTsk]Illegal READ address at: [0x2104041c]
[ERR][TestLmsTsk]Shadow memory address: [0x21041e85 : 2]  Shadow memory value: [3]
psp, start = 21057d90, end = 21057e80
taskName = TestLmsTsk
taskID   = 5
----- traceback start -----
traceback 0 -- lr = 0x210099f4
traceback 1 -- lr = 0x2101daec
traceback 2 -- lr = 0x2101db3c
traceback 3 -- lr = 0x2101c494
----- traceback end -----

[LMS] Dump info around address [0x2104041c]:

        [0x21040398]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7d |  0]:  1  1
        [0x210403a0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7d |  4]:  1  1
        [0x210403a8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7e |  0]:  1  1
        [0x210403b0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7e |  4]:  1  1
        [0x210403b8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7f |  0]:  1  1
        [0x210403c0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e7f |  4]:  1  1
        [0x210403c8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e80 |  0]:  1  1
        [0x210403d0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e80 |  4]:  1  1
        [0x210403d8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e81 |  0]:  1  1
        [0x210403e0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e81 |  4]:  1  1
        [0x210403e8]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e82 |  0]:  1  1
        [0x210403f0]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e82 |  4]:  1  1
        [0x210403f8]:  40  1e  04  21  05  07  00  80 | [0x21041e83 |  0]:  2  2
        [0x21040400]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e83 |  4]:  0  0
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        [0x21040420]:  00  00  00  00  00  00  00  00 | [0x21041e85 |  4]:  3  3
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[ERR][TestLmsTsk]*****  Kernel Address Sanitizer Error Detected End *****
str[ 0]=0x 0
######LmsTestUseAfterFree stop ######

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输出的关键信息包括：

• 错误类型：
  • Heap buffer overflow堆内存越界
  • Use after free 释放后使用
• 错误操作：
  • Illegal Read非法读
  • Illegal Write非法写
  • Illegal Double free重复释放
• 上下文：
  • 当前任务信息（taskName， taskId）
  • 回溯栈(backtrace)
• 出错地址的内存信息：
  • 内存的值、及对应影子内存的值
  • 内存地址：内存值| [影子内存地址 | 影子内存字节内偏移]:影子内存值
  • 影子内存值：0（可读可写）、3（已释放）、2（红区）、1（填充值）

如果大家想更加深入的学习 OpenHarmony（鸿蒙南向） 开发的全栈内容，不妨可以参考以下相关学习文档进行学习，助你快速提升自己：

OpenHarmony 开发环境搭建：https://qr18.cn/CgxrRy

《OpenHarmony源码解析》：https://qr18.cn/CgxrRy

• 搭建开发环境
• Windows 开发环境的搭建
• Ubuntu 开发环境搭建
• Linux 与 Windows 之间的文件共享
• ……
  

系统架构分析：https://qr18.cn/CgxrRy

• 构建子系统
• 启动流程
• 子系统
• 分布式任务调度子系统
• 分布式通信子系统
• 驱动子系统
• ……

OpenHarmony 设备开发学习手册：https://qr18.cn/CgxrRy

OpenHarmony面试题（内含参考答案）：https://qr18.cn/CgxrRy

写在最后

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