Linux内核是怎么发现内存泄漏的？深入kmemleak源码，揭秘检测原理

用户态内存泄漏好查，有Valgrind、ASan这些神器。但内核态？那完全是另一回事。

内核模块一旦泄漏内存，不会像用户进程那样被OOM Killer干掉，而是一直占着内存，直到系统重启才能释放，更麻烦的是内核没有独立的地址空间隔离，一个驱动的泄漏可能把整个系统拖垮。

那Linux内核是怎么检测内存泄漏的？

答案是kmemleak。这玩意儿是Linux内核内置的内存泄漏检测器，从2.6.31版本开始引入，原理类似用户态的垃圾回收器，但它不会真的回收内存，只是把"疑似泄漏"的内存块报告出来，让你自己去查。

这篇文章会深入kmemleak的源码，把检测原理讲透。读完之后，你会理解三件事：内核是怎么追踪每一次内存分配的？扫描算法怎么工作？为什么有些泄漏它检测不出来？

不过在讲kmemleak之前，得先搞清楚Linux内核的内存管理机制。否则后面的内容会看不懂。

一、Linux内核内存管理：从页到slab

用户态程序调用malloc分配内存，最终会通过brk或mmap系统调用向内核申请。内核态代码分配内存则用的是另一套API：kmalloc、kzalloc、vmalloc、kmem_cache_alloc，这些名字你可能都见过。

这些API的底层，是Linux内核的多层内存管理架构。理解这个架构，才能理解kmemleak是怎么工作的。

1.1 物理页：内存管理的基本单位

Linux内核管理内存的基本单位是页（Page），通常是4KB。所有物理内存被划分成一个个页框（Page Frame），内核用str