http://blog.csdn.net/yanghao23/article/details/7514587

valgrind通常用来成分析程序性能及程序中的内存泄露错误

一 Valgrind工具集简绍

Valgrind包含下列工具：

1、memcheck：检查程序中的内存问题，如泄漏、越界、非法指针等。

2、callgrind：检测程序代码的运行时间和调用过程，以及分析程序性能。

3、cachegrind：分析CPU的cache命中率、丢失率，用于进行代码优化。

4、helgrind：用于检查多线程程序的竞态条件。

5、massif：堆栈分析器，指示程序中使用了多少堆内存等信息。

6、lackey：

7、nulgrind：

这几个工具的使用是通过命令：valgrand --tool=name 程序名来分别调用的，当不指定tool参数时默认是 --tool=memcheck

二 Valgrind工具详解

1.Memcheck

最常用的工具，用来检测程序中出现的内存问题，所有对内存的读写都会被检测到，一切对malloc、free、new、delete的调用都会被捕获。所以，它能检测以下问题：

1、对未初始化内存的使用；

2、读/写释放后的内存块；

3、读/写超出malloc分配的内存块；

4、读/写不适当的栈中内存块；

5、内存泄漏，指向一块内存的指针永远丢失；

6、不正确的malloc/free或new/delete匹配；

7、memcpy()相关函数中的dst和src指针重叠。

这些问题往往是C/C++程序员最头疼的问题，Memcheck能在这里帮上大忙。
例如：

[plain] view plaincopy
  1. #include <stdlib.h>
  2. #include <malloc.h>
  3. #include <string.h>
  4. void test()
  5. {
  6. int *ptr = malloc(sizeof(int)*10);
  7. ptr[10] = 7; // 内存越界
  8. memcpy(ptr +1, ptr, 5); // 踩内存
  9. free(ptr);
  10. free(ptr);// 重复释放
  11. int *p1;
  12. *p1 = 1; // 非法指针
  13. }
  14. int main(void)
  15. {
  16. test();
  17. return 0;
  18. }

将程序编译生成可执行文件后执行： valgrind --leak-check=full ./程序名

输出结果如下：

==4832== Memcheck, a memory error detector
==4832== Copyright (C) 2002-2010, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==4832== Using Valgrind-3.6.1 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==4832== Command: ./tmp
==4832== 
==4832== Invalid write of size 4      // 内存越界
==4832==    at 0x804843F: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==  Address 0x41a6050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
==4832==    at 0x4026864: malloc (vg_replace_malloc.c:236)
==4832==    by 0x8048435: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832== 
==4832== Source and destination overlap in memcpy(0x41a602c, 0x41a6028, 5) // 踩内存
==4832==    at 0x4027BD6: memcpy (mc_replace_strmem.c:635)
==4832==    by 0x8048461: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832== 
==4832== Invalid free() / delete / delete[] // 重复释放
==4832==    at 0x4025BF0: free (vg_replace_malloc.c:366)
==4832==    by 0x8048477: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==  Address 0x41a6028 is 0 bytes inside a block of size 40 free'd
==4832==    at 0x4025BF0: free (vg_replace_malloc.c:366)
==4832==    by 0x804846C: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832== 
==4832== Use of uninitialised value of size 4 // 非法指针
==4832==    at 0x804847B: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832== 
==4832== 
==4832== Process terminating with default action of signal 11 (SIGSEGV) //由于非法指针赋值导致的程序崩溃
==4832==  Bad permissions for mapped region at address 0x419FFF4
==4832==    at 0x804847B: test (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832==    by 0x804848D: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/tmp)
==4832== 
==4832== HEAP SUMMARY:
==4832==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==4832==   total heap usage: 1 allocs, 2 frees, 40 bytes allocated
==4832== 
==4832== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==4832== 
==4832== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==4832== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
==4832== ERROR SUMMARY: 4 errors from 4 contexts (suppressed: 11 from 6)
Segmentation fault

从valgrind的检测输出结果看，这几个错误都找了出来。

2.Callgrind

和gprof类似的分析工具，但它对程序的运行观察更是入微，能给我们提供更多的信息。和gprof不同，它不需要在编译源代码时附加特殊选项，但加上调试选项是推荐的。Callgrind收集程序运行时的一些数据，建立函数调用关系图，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。

生成可视化的图形需要下载gprof2dot：http://jrfonseca.googlecode.com/svn/trunk/gprof2dot/gprof2dot.py

这是个python脚本，把它下载之后修改其权限chmod +7 gprof2dot.py ，并把这个脚本添加到$PATH路径中的任一文件夹下，我是将它放到了/usr/bin目录下，这样就可以直接在终端下执行gprof2dot.py了。

Callgrind可以生成程序性能分析的图形，首先来说说程序性能分析的工具吧，通常可以使用gnu自带的gprof，它的使用方法是：在编译程序时添加-pg参数，例如：

[plain] view plaincopy
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <malloc.h>
  3. void test()
  4. {
  5. sleep(1);
  6. }
  7. void f()
  8. {
  9. int i;
  10. for( i = 0; i < 5; i ++)
  11. test();
  12. }
  13. int main()
  14. {
  15. f();
  16. printf("process is over!\n");
  17. return 0;
  18. }

首先执行 gcc -pg -o tmp tmp.c，然后运行该程序./tmp，程序运行完成后会在当前目录下生成gmon.out文件（这个文件gprof在分析程序时需要），
再执行gprof ./tmp | gprof2dot.py |dot -Tpng -o report.png，打开 report.png结果：

显示test被调用了5次，程序中耗时所占百分比最多的是test函数。

再来看 Callgrind的生成调用图过程吧，执行：valgrind --tool=callgrind ./tmp，执行完成后在目录下生成"callgrind.out.XXX"的文件这是分析文件，可以直接利用：callgrind_annotate callgrind.out.XXX 打印结果，也可以使用：gprof2dot.py -f callgrind callgrind.out.XXX |dot -Tpng -o report.png 来生成图形化结果:

它生成的结果非常详细，甚至连函数入口，及库函数调用都标识出来了。

3.Cachegrind

Cache分析器，它模拟CPU中的一级缓存I1，Dl和二级缓存，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。

作一下广告：valgrind自身利用该工具在过去几个月内使性能提高了25%-30%。据早先报道，kde的开发team也对valgrind在提高kde性能方面的帮助表示感谢。

它的使用方法也是：valgrind --tool=cachegrind 程序名，

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。不过，Helgrind仍然处于实验阶段。

首先举一个竞态的例子吧：

[plain] view plaincopy
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <pthread.h>
  3. #define NLOOP 50
  4. int counter = 0; /* incremented by threads */
  5. void *threadfn(void *);
  6. int main(int argc, char **argv)
  7. {
  8. pthread_t tid1, tid2,tid3;
  9. pthread_create(&tid1, NULL, &threadfn, NULL);
  10. pthread_create(&tid2, NULL, &threadfn, NULL);
  11. pthread_create(&tid3, NULL, &threadfn, NULL);
  12. /* wait for both threads to terminate */
  13. pthread_join(tid1, NULL);
  14. pthread_join(tid2, NULL);
  15. pthread_join(tid3, NULL);
  16. return 0;
  17. }
  18. void *threadfn(void *vptr)
  19. {
  20. int i, val;
  21. for (i = 0; i < NLOOP; i++) {
  22. val = counter;
  23. printf("%x: %d \n", (unsigned int)pthread_self(),  val+1);
  24. counter = val+1;
  25. }
  26. return NULL;
  27. }

这段程序的 竞态在30~32行，我们想要的效果是3个线程分别对全局变量累加50次，最后全局变量的值为150，由于这里没有加锁，很明显竞态使得程序不能达到我们的目标。我们来看Helgrind是如何帮我们检测到竞态的。 先编译程序：gcc -o test thread.c -lpthread ，然后执行:valgrind --tool=helgrind ./ test 输出结果如下:

49c0b70: 1 
49c0b70: 2 
==4666== Thread #3 was created
==4666==    at 0x412E9D8: clone (clone.S:111)
==4666==    by 0x40494B5: pthread_create@@GLIBC_2.1 (createthread.c:256)
==4666==    by 0x4026E2D: pthread_create_WRK (hg_intercepts.c:257)
==4666==    by 0x4026F8B: pthread_create@* (hg_intercepts.c:288)
==4666==    by 0x8048524: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/a.out)
==4666== 
==4666== Thread #2 was created
==4666==    at 0x412E9D8: clone (clone.S:111)
==4666==    by 0x40494B5: pthread_create@@GLIBC_2.1 (createthread.c:256)
==4666==    by 0x4026E2D: pthread_create_WRK (hg_intercepts.c:257)
==4666==    by 0x4026F8B: pthread_create@* (hg_intercepts.c:288)
==4666==    by 0x8048500: main (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/a.out)
==4666== 
==4666== Possible data race during read of size 4 at 0x804a028 by thread #3
==4666==    at 0x804859C: threadfn (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/a.out)
==4666==    by 0x4026F60: mythread_wrapper (hg_intercepts.c:221)
==4666==    by 0x4048E98: start_thread (pthread_create.c:304)
==4666==    by 0x412E9ED: clone (clone.S:130)
==4666==  This conflicts with a previous write of size 4 by thread #2
==4666==    at 0x80485CA: threadfn (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/a.out)
==4666==    by 0x4026F60: mythread_wrapper (hg_intercepts.c:221)
==4666==    by 0x4048E98: start_thread (pthread_create.c:304)
==4666==    by 0x412E9ED: clone (clone.S:130)
==4666== 
==4666== Possible data race during write of size 4 at 0x804a028 by thread #2
==4666==    at 0x80485CA: threadfn (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/a.out)
==4666==    by 0x4026F60: mythread_wrapper (hg_intercepts.c:221)
==4666==    by 0x4048E98: start_thread (pthread_create.c:304)
==4666==    by 0x412E9ED: clone (clone.S:130)
==4666==  This conflicts with a previous read of size 4 by thread #3
==4666==    at 0x804859C: threadfn (in /home/yanghao/Desktop/testC/testmem/a.out)
==4666==    by 0x4026F60: mythread_wrapper (hg_intercepts.c:221)
==4666==    by 0x4048E98: start_thread (pthread_create.c:304)
==4666==    by 0x412E9ED: clone (clone.S:130)
==4666== 
49c0b70: 3 
......
55c1b70: 51 
==4666== 
==4666== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==4666== Use --history-level=approx or =none to gain increased speed, at
==4666== the cost of reduced accuracy of conflicting-access information
==4666== ERROR SUMMARY: 8 errors from 2 contexts (suppressed: 99 from 31)

helgrind成功的找到了 竞态的所在位置，标红所示。

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。

Massif对内存的分配和释放做profile。程序开发者通过它可以深入了解程序的内存使用行为，从而对内存使用进行优化。这个功能对C++尤其有用，因为C++有很多隐藏的内存分配和释放。

此外，lackey和nulgrind也会提供。Lackey是小型工具，很少用到；Nulgrind只是为开发者展示如何创建一个工具。我们就不做介绍了。

三 使用Valgrind

Valgrind使用起来非常简单，你甚至不需要重新编译你的程序就可以用它。当然如果要达到最好的效果，获得最准确的信息，还是需要按要求重新编译一下的。比如在使用memcheck的时候，最好关闭优化选项。

valgrind命令的格式如下：

valgrind [valgrind-options] your-prog [your-prog options]

valgrind --tool=massif --stacks=yes ./test

(这个工具有个bug, 只有程序中出现new或者malloc之类的堆操作，才会统计栈的使用，否则只统计堆的使用)

一些常用的选项如下：

选项

作用

-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

打印更详细的信息。

--tool=<toolname> [default: memcheck]

最常用的选项。运行valgrind中名为toolname的工具。如果省略工具名，默认运行memcheck。

--db-attach=<yes|no> [default: no]

绑定到调试器上，便于调试错误。

本文部分参考http://www.cnblogs.com/wangkangluo1/archive/2011/07/20/2111248.html

linux下利用valgrind工具进行内存泄露检测和性能分析相关推荐

  1. arm linux下交叉编译valgrind工具进行内存泄露检测和性能分析

    C/C++等底层语言在提供强大功能及性能的同时,其灵活的内存访问也带来了各种纠结的问题.如果crash的地方正是内存使用错误的地方,说明你人品好.如果crash的地方内存明显不是consistent的 ...

  2. Linux valgrind java_linux下利用valgrind工具进行内存泄露检测和性能分析

    valgrind通常用来成分析程序性能及程序中的内存泄露错误 一 Valgrind工具集简绍 Valgrind包含下列工具: 1.memcheck:检查程序中的内存问题,如泄漏.越界.非法指针等. 2 ...

  3. Valgrind ---内存调试，内存泄漏检测以及性能分析的软件开发工具

    Valgrind是一款用于内存调试.内存泄漏检测以及性能分析的软件开发工具.Valgrind这个名字取自北欧神话中英灵殿的入口. 一般使用方式  valgrind --leak-check=full ...

  4. Unix下C程序内存泄露检测工具：valgrind的安装使用

    Valgrind是一款用于内存调试.内存泄漏检测以及性能分析的软件开发工具. Valgrind的最初作者是Julian Seward,他于2006年由于在开发Valgrind上的工作获得了第二届Goo ...

  5. 内存泄露检测方案和代码实现

    文章目录 1 内存泄露核心及原因 2 内存泄露的危害 3 常用的检查内存泄露的工具 4 内存泄露检测的4种方案和代码实现 内存泄露检测围绕两个问题解决 定位到代码中行的方法 方法1 方法2 方法3 ( ...

  6. Ubuntu下内存泄露检测工具Valgrind的使用

    在VS中可以用VLD检测是否有内存泄露,可以参考http://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/44195959,下面介绍下Ubuntu中内存泄露检 ...

  7. 防止内存泄露 Linux下用Valgrind做检查

    Valgrind技术参考 http://valgrind.org/docs/manual/tech-docs.html 防止内存泄露 Linux下用Valgrind做检查 发布时间:2007.10.2 ...

  8. Unix/Linux操作系统分析实验二 内存分配与回收：Linux系统下利用链表实现动态内存分配

    Unix/Linux操作系统分析实验一 进程控制与进程互斥 Unix/Linux操作系统分析实验三 文件操作算法: 实现在/proc目录下添加文件 Unix/Linux操作系统分析实验四 设备驱动: ...

  9. 几种内存泄露检测工具的比较

    概述 内存泄漏(memory leak)指由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况,在大型的.复杂的应用程序中,内存泄漏是常见的问题.当以前分配的一片内存不再需要使用或无法访问时,但是却 ...

最新文章

  1. Android studio怎么找到当前文件在电脑路径位置
  2. “河边一群鹅，嘘声赶落河。捉得鹅来填肚饿，吃完回家玩老婆！”
  3. 收藏 | 75道常见AI面试题助你清扫知识盲点（附解析）
  4. 世界名画 | 陌上花开，可缓缓归矣
  5. C驱动程序是怎么跑起来的
  6. python循环报数游戏_python经典面试题之一：猴子报数
  7. 除了基于模块度之外的其它社团检测算法
  8. [SNOI2017]遗失的答案 （FWT）
  9. 通过源码将git升级到最新版
  10. 【NOIP2016】换教室
  11. UIPickerView 选取器(滚轮)—IOS开发
  12. ssh登录发生加密算法报错解决办法
  13. 干货！Python与MySQL数据库的交互实战
  14. Raki的读paper小记：WaveTransformer: A Novel Architecture for Audio Captioning
  15. windows 10 主题美化
  16. 【过关斩将般的一步步实现】windows本机通过xftp/xshell连接Ubuntu虚拟机服务器
  17. VO、DTO、DO、PO
  18. 视频批量剪辑：如何给视频添加特效，比如：色彩变幻效果特效，怎么制作？
  19. feign 传 MultipartFile Error converting request body 序列化 错误
  20. OpenCV：Mat创建全白图、全黑图、指定像素值的图

热门文章

  1. tensorflow打印模型图_[深度学习]TensorRT加速tensorflow实例
  2. 【小白学习tensorflow教程】二、TensorBoard可视化模型训练
  3. 三、深入elasticsearch基本语法
  4. 四十七、Tableau地理可视化
  5. 三十一、Vue框架赶紧来了解一下
  6. 最新最全的视觉Transformer教程！论文分析 + 逐行Coding，带你轻松玩转ViT
  7. 本周不容错过的的9篇NLP论文 | PaperDaily #21
  8. java第九章IO流与文件操作
  9. 【建议收藏】HTTP与HTTPS的区别
  10. Shiro+springboot+mybatis(md5+salt+散列）认证与授权-01