Valgrind 使用简单说明
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。
Valgrind 是在linux系统下开发应用程序时用于调试内存问题的工具。它尤其擅长发现内存管理的问题,它可以检查程序运行时的内存泄漏问题。
它的官方网址是 http://www.valgrind.org/
下载最新版本的Valgrind,目前是3.2.0。 wget http://www.valgrind.org/downloads/valkyrie-1.2.0.tar.bz2
执行常规的安装步骤:./confgure && make && make install。注意: 系统必须安装QT的开发包。即便这样在make 时还是出现qplatformdefs.h这个文件找不到的情况,导致make失败。查找系统中的qplatformdefs.h 之后,发现没有存在于qt的标准头文件目录/usr/lib/qt-3.3/include。如是将/usr/lib/qt- 3.3/mkspecs/linux-g++/ 目录下该头文件复制标准头文件目录,重新make ,后面一切OK。
初次使用
编译如下代码: gcc -Wall example.c -g -o example
#include <stdlib.h> void f(void){ int* x = malloc(10 * sizeof(int)); x[10] = 0; // problem 1: heap block overrun} // problem 2: memory leak -- x not freed int main(void){ f(); return 0;} |
注意:gcc 的-g 选项让Valgrind调试输出时指出相应信息的代码所在的行号。
valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes ./example |
==6742== Memcheck, a memory error detector for x86-linux. ==6742== Copyright (C) 2002-2004, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==6742== Using valgrind-2.2.0, a program supervision framework for x86-linux. ==6742== Copyright (C) 2000-2004, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==6742== For more details, rerun with: -v ==6742== ==6742== Invalid write of size 4 ==6742== at 0x8048384: f (example.c:6) ==6742== by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742== Address 0x1B908050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd ==6742== at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742== by 0x8048377: f (example.c:5) ==6742== by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742== ==6742== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 12 from 1) ==6742== malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks. ==6742== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated. ==6742== For counts of detected errors, rerun with: -v ==6742== searching for pointers to 1 not-freed blocks. ==6742== checked 1360800 bytes. ==6742== ==6742== ==6742== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1 ==6742== at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742== by 0x8048377: f (example.c:5) ==6742== by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742== ==6742== LEAK SUMMARY: ==6742== definitely lost: 40 bytes in 1 blocks. ==6742== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks. ==6742== still reachable: 0 bytes in 0 blocks. ==6742== suppressed: 0 bytes in 0 blocks. ==6742== Reachable blocks (those to which a pointer was found) are not shown. ==6742== To see them, rerun with: --show-reachable=yes |
上面的C程序存在两个错误:1. 数组下标越界;2. 分配的内存没有释放,存在内存泄露的问题。对于错误1,看Valgrind的调试信息片断
==6742== Invalid write of size 4 ==6742== at 0x8048384: f (example.c:6) ==6742== by 0x80483AC: main (example.c:12) ==6742== Address 0x1B908050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd ==6742== at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131) ==6742== by 0x8048377: f (example.c:5) |
对于错误2,看这个
==6742== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated.
......
==6742== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==6742== at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131)
==6742== by 0x8048377: f (example.c:5)
==6742== by 0x80483AC: main (example.c:12)
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:
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)
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。
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。
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。
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。
Valgrind 安装
1、 到www.valgrind.org下载最新版valgrind-3.2.3.tar.bz22、 解压安装包:tar –jxvf valgrind-3.2.3.tar.bz23、 解压后生成目录valgrind-3.2.3 4、 cd valgrind-3.2.35、 ./configure6、 Make;make install
Valgrind 使用
用法: valgrind [options] prog-and-args [options]: 常用选项,适用于所有Valgrind工具
- -tool=<name> 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=<number> 输出LOG到描述符文件 [2=stderr]
- -log-file=<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=<file> 输出LOG信息到 file
- -log-file-qualifier=<VAR> 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=<number> show <number> 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=<number> 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=<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
#include <stdlib.h>void f(void){ int* x = malloc(10 * sizeof(int)); x[10] = 0; //问题1: 数组下标越界} //问题2: 内存没有释放
int main(void){ f(); return 0; }
1、 编译程序test.cgcc -Wall test.c -g -o test2、 使用Valgrind检查程序BUGvalgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./test3、 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
另外参考文章:http://blog.csdn.net/ShowMan/archive/2009/07/31/4397841.aspx
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