valgrind的使用、原理

valgrind支持的工具：memcheck addrcheck cachegrind Massid helgrind Callgrind

运行时必须指明想用的工具，如果省略工具名，默认运行memcheck

1，memcheck

1），使用未初始化的内存

2），读/写已经被释放的内存

3），读/写内存越界

4），读/写不恰当的内存栈空间

5），内存泄露，指向一块内存的指针永远丢失

6），使用malloc/new/new[]和free/delete/delete[]不匹配

7），memcpy（）相关函数中的src和dst的内存重叠

常用选项：--leak-check=<no|summary|yes|full> [default:summary]

2，cachegrind

cache剖析器，模拟执行CPU中的L1，D1和L2 cache，可以很精准的支出戴拿中的cache未命中。可以打印cache未命中的次数、内存引用和发生cache未命中的每一行代码，每一个函数，每一个模块。可以打印每一行机器码的未命中次数。

3，helgrind

查找多线程中的竞争数据

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。

4，Callgrind

收集程序运行时的一些数据，函数调用关系等信息，汉可以有选择的进行cache模拟，在运行结束后，它会把分析数据写入一个文件，callgrind_annotate可以吧这个文件的内容转化成可读的形式

一般用法：

valgrind --tool=callgrind ./test 会在当前目录下生成callgrind.out.[pid]

killall callgrind 结束程序

callgrind_annotate --auto=yes callgrind.out.[pid] > log

vi log

5，Massif

堆栈分析器，能测量程序在堆栈中使用了多少内存

6，lackey

lackey是一个实例程序，以其为模板可以创建你自己的工具，在程序结束后，它打印一些基本的关于程序执行统计数据

Valgrind的参数（所有工具都适应）

--tool=<name>

-h --help

--version

-q --quiet 安静的运行，只打印错误信息

--verbose 更详细的信息

--trace-children=<yes|no> 跟踪子进程，默认no

--trace-fds=<yes|no> 跟踪打开的文件描述符，默认no

--time-stamp=<yes|no> 增加时间戳到LOG信息，默认no

--log-fd=<number> 输出log信息到文件描述符

--log-file-exactly=<file> 输出log信息到file

--xml=yes 将信息以xml格式输出，只有memcheck可用

--num-callers=<number>

--error-exitcode=<number> 如果发现错误则返回错误码

--db-attach=<yes|no> 当出现错误，valgrind会自动启动调试器，默认no

--db-command=<command> 启动调试器的命令行选项

valgrind（memcheck）包含7类错误

1,illegal read/illegal write errors

提示信息：[invalid read of size 4]

2,use of uninitialised values

提示信息：[Conditional jump or move depends on uninitialised value]

3,use of uninitialised or unaddressable values in system calls

提示信息：[syscall param write(buf) points to uninitilaised bytes]

4,illegal frees

提示信息：[invalid free()]

5,when a heap block is freed with an inappropriate deallocation function

提示信息：[Mismatched free()/delete/delete[]]

6,overlapping source and destination blocks

提示信息：[source and destination overlap in memcpy(,)]

7,memory leak detection

1),still reachable

内存指针还在还有机会使用或释放，指针指向的动态内存还没有被释放就退出了

2),definitely lost

确定的内存泄露，已经不能访问这块内存

3),indirectly lost

指向该内存的指针都位于内存泄露处

4),possibly lost

可能的内存泄露，仍然存在某个指针能够快速访问某块内存，但该指针指向的已经不是内存首位置

Invalid write of size 1 : 堆内存越界访问

Source and destination overlap in memcpy : 内存重叠

Invalid free() / delete / delete[] : 重复释放

Use of uninitialised value of size 4 : 非法指针

HEAP SUMMARY：堆内存使用摘要

LEAK SUMMARY ：泄露摘要

ERROR SUMMARY：错误总数

--trace-fds=yes

FILE DESCRIPTORS:3 OPEN AT EXIT ：文件描述符

内存检查原理

检测原理：

1，当要读写内存中的某个字节时，首先检查这个字节对应的A bit。如果该A bit显示该位置是无效位置，memcheck则会报告读写错误

2，内核（core）类似于一个虚拟的CPU环境，这样当内存中的某个字节被加载到真实的CPU时，该字节对应的V bit也会被加载到虚拟的CPU环境中。一旦寄存器中的值，被用来产生内存地址，或者该值能够影响程序输出，则memcheck会检查对应的V bits，如果该值尚未初始化，则会报告使用未初始化内存错误。

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