系統編程的一個主要任務是有效地處理內存相關的問題。你的工作越是靠近系統,那么你就就越需要面對內容相關的問題。 有時候這些問題非常的致命,很多情況下調試內存相關的問題可能變成惡魔。因此,實際使用中有許多工具可以用于調試內存相關的問題。 本文中,我們討論最流行的開源內存管理框架VALGRIND。 來自Valgrind.org Valgrind是一個用于編譯動態分析工具的指令框架。它提供一組工具,可以用于執行調試、性能優化或者幫助你改進程序的類似工作。Valgrind架構是模塊化的,因此新的工具可以很容易創建,并且不會影響到已有的結構。 一些有用的工具作為標準提供。 1 memcheck是一個內存錯誤檢測器。它幫助你編譯你的程序,特別是讓使用C和C++編寫的程序更加正確。 2 Cachegrind是一個緩存和測試臺預測優化工具。它幫助你的程序運行的更快。 3 Callgrind是一個調用圖生成緩存優化工具。它與Cachegrind有一些重疊,但是也收集一些Cachegrind沒有的信息。 4 Helgrind是一個線程錯誤檢測器。它幫助你使得多線程程序更加正確。 5 DRD也是一個線程錯誤檢測器,它類似于Helgrind,但是使用不同的分析技術,因此可以發現不同的問題。 6 Massif是一個堆優化工具,它幫助你讓你的程序使用更少的內存。 7 DHAT是一個不同類型的堆優化工具,它幫助你發現塊生命周期、塊使用率和布局的性能低下的問題。 8 SGcheck是一個實驗性工具,它能檢查出棧和全局數組的交疊。它的功能是Memcheck的補充:SGcheck發現Memcheck不能檢查的問題,反之亦然。 9 BBV是一個實驗性SimPoint基本塊向量生成器,它提供給處理計算機架構研究和開發人員使用。 這里也有一些對許多用戶不常使用的工具:Lackey是一個例子工具,說明一些指令的基礎;Nulgrind是一個最小Valgrind工具,它不分析或者執行指令,它只用于測試目的。 在本文中,我們只是關注于memcheck工具。 Memcheck工具的使用如下所示: # valgrind –tool=memcheck ./a.out 正如上面命令描述,主要的二進制程序是“Vlagrind”,我們希望使用的工具通過選項”--tool"來指定。“a.out”是一個希望運行mencheck的可執行程序。 這個工具可以檢查下面的內存相關的問題。 1) 沒有初始化內存的使用; 2) 在釋放之后讀寫內存; 3) 在malloc塊結束之后讀寫內存; 4) 內存泄露 5) Malloc/new/new[]和free/delete/delete[]不配對使用; 6) 兩次釋放內存。 注意:上面的列表不全面,但是包括這個工具所能檢查的流行問題。 讓我們逐一討論上面的場景: 注意:下面描述的所有的測試代碼都使用帶有-g選項時能的gcc進行編譯(為了在memcheck輸出中國生成行號)。正如前面早些時候討論的《C程序編譯成可執行程序》,它必須通過4個不同的階段。 1 沒有初始化內存的使用 代碼: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { char *p; char c = *p; printf("\n [%c]\n",c); return 0; } 在上面的代碼中,我們試圖使用沒有初始化的指針“p”。 讓我們運行memcheck并且查看下結果。 # gcc -g val.c -o val # # valgrind --tool=memcheck ./val ==3087== Memcheck, a memory error detector ==3087== Copyright (C) 2002-2009, and GNUGPL'd, by Julian Seward et al. ==3087== Using Valgrind-3.5.0 and LibVEX;rerun with -h for copyright info ==3087== Command: ./val ==3087== ==3087== Use of uninitialised value of size8 ==3087== at 0x4004A4: main (val.c:8) ==3087== [] ==3087== ==3087== HEAP SUMMARY: ==3087== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3087== total heap usage: 0 allocs, 0 frees, 0 bytes allocated ==3087== ==3087== All heap blocks were freed -- noleaks are possible ==3087== ==3087== For counts of detected andsuppressed errors, rerun with: -v ==3087== Use --track-origins=yes to seewhere uninitialised values come from ==3087== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1contexts (suppressed: 4 from 4) 正如上面輸出所示,Valgrind檢查到沒有初始化變量,并且給出警告(查看上面粗體行)。 繼續閱讀:如何使用Valgrind內存檢查工具 檢查C/C++中內存泄露(二)
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