Linux perf无法解析以0xffffffff开头的高地址符号问题咨询

我使用以下命令编译并分析程序：

g++ -std=c++17 -fno-omit-frame-pointer -O0 -g3 -o main main.cpp
perf stat ./main 5
perf report

执行后perf报告显示：

20.98%  main     [unknown]         [k] 0xffffffffb1077f22                                          ◆
  19.11%  main     main              [.] func                                                        ▒
  17.96%  main     libc-2.31.so      [.] __memset_avx2_erms                                          ▒
  13.07%  main     [unknown]         [k] 0xffffffffb067a936                                          ▒
   5.75%  main     [unknown]         [k] 0xffffffffb10e68e5                                          ▒
   3.30%  main     main              [.] std::min<int>                                               ▒
   1.72%  main     [unknown]         [k] 0xffffffffb1077f25                                          ▒
   1.58%  main     [unknown]         [k] 0xffffffffb086f485                                          ▒
   1.01%  main     main              [.] std::max<int>   

其中，main.cpp中的func、调用的std::max、memset等符号已成功解析，但像0xffffffffb1077f22这类以0xffffffff开头的高地址无法解析，且通过nm main确认其不属于目标程序符号，也非可解析的库函数。我在macOS的Ubuntu虚拟机中运行perf，想咨询这些未知地址是什么？

解答 #

这些以0xffffffff开头的高地址是Linux内核空间的代码地址。x86_64架构下，Linux内核默认占据虚拟地址空间的高1GB区域，地址起始于0xffffffff80000000附近，这类地址对应的是Ubuntu虚拟机（Guest OS）内核中的执行代码。

无法解析的原因及解决方法如下：

• 缺少内核调试符号包：Ubuntu默认不会安装带调试符号的内核包，perf需要这些符号才能将内核地址映射为具体函数名。可以通过以下命令安装对应内核版本的调试符号：

  sudo apt install linux-image-$(uname -r)-dbgsym
  

  注意：需要先启用Ubuntu的调试源，可编辑/etc/apt/sources.list添加deb http://ddebs.ubuntu.com/ <release> main restricted universe multiverse（替换<release>为当前Ubuntu版本代号，比如focal），再执行sudo apt update。

• 权限不足：普通用户运行perf时，没有足够权限读取内核符号表。改用root权限运行perf即可：

  sudo perf stat ./main 5
  sudo perf report
  

• 虚拟机环境限制：macOS上的虚拟机（如VirtualBox、UTM）中，Guest OS的内核符号可能未被perf正确识别，可尝试指定内核镜像路径：

  perf report --vmlinux /usr/lib/debug/boot/vmlinux-$(uname -r)
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tokubara