调不尽的内存泄露,用不完的Valgrind (一个介绍程序调试的精彩讲解:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-pow-debug/)

Valgrind 介绍

    Valgrind是一个GPL的软件,用于Linux(For x86, amd64 and ppc32)程序的内存调试和代码剖析。你可以在它的环境中运行你的程序来监视内存的使用情况,比如C 语言中的malloc和free或者 C++中的new和 delete。使用Valgrind的工具包,你可以自动的检测许多内存管理和线程的bug,避免花费太多的时间在bug寻找上,使得你的程序更加稳固。

1. Valgrind的主要功能

    Valgrind工具包包含多个工具,如Memcheck,Cachegrind,Helgrind, Callgrind,Massif。下面分别介绍个工具的作用:

(1) Memcheck 工具主要检查下面的程序错误:

使用未初始化的内存 (Use of uninitialised memory)

使用已经释放了的内存 (Reading/writing memory after it has been free’d)

使用超过 malloc分配的内存空间(Reading/writing off the end of malloc’d blocks)

对堆栈的非法访问 (Reading/writing inappropriate areas on the stack)

申请的空间是否有释放 (Memory leaks – where pointers to malloc’d blocks are lost forever)

malloc/free/new/delete申请和释放内存的匹配(Mismatched use of malloc/new/new [] vs free/delete/delete [])

src和dst的重叠(Overlapping src and dst pointers in memcpy() and related functions)

(2) Callgrind

    Callgrind收集程序运行时的一些数据,函数调用关系等信息,还可以有选择地进行cache 模拟。在运行结束时,它会把分析数据写入一个文件。callgrind_annotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。

(3) Cachegrind

    它模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存,能够精确地指出程序中 cache的丢失和命中。如果需要,它还能够为我们提供cache丢失次数,内存引用次数,以及每行代码,每个函数,每个模块,整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。

(4) Helgrind

    它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind 寻找内存中被多个线程访问,而又没有一贯加锁的区域,这些区域往往是线程之间失去同步的地方,而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为” Eraser” 的竞争检测算法,并做了进一步改进,减少了报告错误的次数。

(5) Massif

    堆栈分析器,它能测量程序在堆栈中使用了多少内存,告诉我们堆块,堆管理块和栈的大小。Massif能帮助我们减少内存的使用,在带有虚拟内存的现代系统中,它还能够加速我们程序的运行,减少程序停留在交换区中的几率。

2. Valgrind 安装

(1) 到www.valgrind.org下载最新版valgrind-3.2.3.tar.bz2

(2) 解压安装包:tar –jxvf valgrind-3.2.3.tar.bz2

(3) 解压后生成目录valgrind-3.2.3

(4) cd valgrind-3.2.3

(5) ./configure

(6) Make;make install

3. Valgrind 使用

用法: valgrind [options] prog-and-args [options]: 常用选项,适用于所有Valgrind工具

-tool= 最常用的选项。运行 valgrind中名为toolname的工具。默认memcheck。

h –help 显示帮助信息。

-version 显示valgrind内核的版本,每个工具都有各自的版本。

q –quiet 安静地运行,只打印错误信息。

v –verbose 更详细的信息, 增加错误数统计。

-trace-children=no|yes 跟踪子线程? [no]

-track-fds=no|yes 跟踪打开的文件描述?[no]

-time-stamp=no|yes 增加时间戳到LOG信息? [no]

-log-fd= 输出LOG到描述符文件 [2=stderr]

-log-file= 将输出的信息写入到filename.PID的文件里,PID是运行程序的进行ID

-log-file-exactly= 输出LOG信息到 file -log-file-qualifier= 取得环境变量的值来做为输出信息的文件名。 [none]

-log-socket=ipaddr:port 输出LOG到socket ,ipaddr:port LOG信息输出

-xml=yes 将信息以xml格式输出,只有memcheck可用

-num-callers= show callers in stack traces [12]

-error-limit=no|yes 如果太多错误,则停止显示新错误? [yes]

-error-exitcode= 如果发现错误则返回错误代码 [0=disable]

-db-attach=no|yes 当出现错误,valgrind会自动启动调试器gdb。[no]

-db-command= 启动调试器的命令行选项[gdb -nw %f %p] 适用于Memcheck工具的相关选项:

-leak-check=no|summary|full 要求对leak给出详细信息? [summary]

-leak-resolution=low|med|high how much bt merging in leak check [low]

-show-reachable=no|yes show reachable blocks in leak check? [no]

Valgrind 使用举例

下面是一段有问题的C程序代码test.c

//问题1: 数组下标越界

#include   void f(void) { int* x = malloc(10 * sizeof(int)); x[10] = 0;』  

 }  

//问题2: 内存没有释放 int main(void) { f(); return 0; }

1)、 编译程序test.c gcc -Wall test.c -g -o test

2)、 使用Valgrind检查程序BUG valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./test

3)、 分析输出的调试信息

==3908== Memcheck, a memory error detector.  

==3908== Copyright (C) 2002-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.

==3908== Using LibVEX rev 1732, a library for dynamic binary translation.

==3908== Copyright (C) 2004-2007, and GNU GPL'd, by OpenWorks LLP.

==3908== Using valgrind-3.2.3, a dynamic binary instrumentation framework.

==3908== Copyright (C) 2000-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.

==3908== For more details, rerun with: -v

==3908==

--3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50  

--3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50

/*数组越界错误*/

==3908== Invalid write of size 4

==3908== at 0x8048384: f (test.c:6)

==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11)

==3908== Address 0x400C050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd

==3908== at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149)

==3908== by 0x8048377: f (test.c:5)

==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11)

==3908==

==3908== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 14 from 1)

==3908== malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks.

==3908== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated.

==3908== For counts of detected errors, rerun with: -v

==3908== searching for pointers to 1 not-freed blocks.

==3908== checked 59,124 bytes.

==3908==

==3908==

/*有内存空间没有释放*/

==3908== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1

==3908== at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149)

==3908== by 0x8048377: f (test.c:5)

==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11)

==3908== ==3908== LEAK SUMMARY:

==3908== definitely lost: 40 bytes in 1 blocks.

==3908== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks.

==3908== still reachable: 0 bytes in 0 blocks.

==3908== suppressed: 0 bytes in 0 blocks.

 posted on 2010-07-20 14:49  chao_yu  阅读(2231)  评论(0编辑  收藏  举报