Linux常用工具--Vargrind

一，Valgrind工具简介

Valgrind 工具可以检出动态分配的内存的访问越界问题。

二，举例

$gcc -g –o array array.c

$ valgrind --tool=memcheck ./array （程序源代码略）

……

==17990== Invalid write of size 4

==17990== at 0x80483FA: main ( array.c:15 )

==17990== Address 0x402A1B8 is 0 bytes after a block of size 400 alloc'd

==17990== at 0x4004405: malloc (vg_replace_malloc.c:149)

==17990== by 0x80483D6: main (array.c:12)

公司常用的命令：

valgrind -v --tool=memcheck --error-limit=no --leak-check=yes --show-reachable=no --run-libc-freeres=no --log-file=valgrind.log $programname

valgrind -v --tool=memcheck --error-limit=no --leak-check=full --leak-resolution=high --show-reachable=yes --run-libc-freeres=no --track-fds=yes --log-file=/home/zebra/valgrind.log $programname

上边写的有点粗略，下边是引用的一篇关于vargrind的文章。

原文地址： http://hi.baidu.com/zzcqh/blog/item/67d619d954c2f52b11df9b45.html

Vargrind用于Linux程序的内存调试和代码剖析。在它的环境中运行你的代码来检测内存使用情况以自动形成报告，预防和发现BUG。

一，工具简介

Vargrind主要由Memcheck,Cachegrind,Helgrind, Callgrind，Massif等工具组成。下面介绍其中几个。

1，Memcheck

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 [])
• mem操作函数中，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。

二，软件下载

    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




三，使用和选项




用法: valgrind



 [options] prog-and-args [options]: 

1，常用选项，适用于所有Valgrind 工具

1. -tool=<name> 使用valgrind 中名为toolname的工具。默认为memcheck。
2. q –quiet 安静运行，只打印错误信息。
3. v –verbose 打印详细的信息, 增加错误数统计。
4. -trace-children=no|yes 是否跟踪子线程
   
5. -track-fds=no|yes 是否跟踪打开的文件描述
6. -time-stamp=no|yes 是否增加时间戳到LOG信息
   
7. -log-fd=<number> 输出LOG到描述符文件 [2=stderr]
8. -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
9. -log-file-exactly=<file> 输出LOG信息到 file
10. -log-file-qualifier=<VAR> 取得环境变量的值来做为输出信息的文件名。 [none]
11. -log-socket=ipaddr:port 输出LOG到socket，ipaddr:port

2，LOG信息输出选项

1. -xml=yes 将信息以xml格式输出，只有memcheck可用
2. -num-callers=<number> show <number> callers in stack traces [12]
3. -error-limit=no|yes 如果太多错误，则停止显示新错误? [yes]
4. -error-exitcode=<number> 如果发现错误则返回错误代码 [0=disable]
5. -db-attach=no|yes 当出现错误，valgrind 会自动启动调试器gdb。[no]
6. -db-command=<command> 启动调试器的命令行选项[gdb -nw %f %p]

3,适用于Memcheck工具的相关选项：

1. -leak-check=no|summary|full 要求对leak给出详细信息? [summary]
2. -leak-resolution=low|med|high how much bt merging in leak check [low]
3. -show-reachable=no|yes show reachable blocks in leak check? [no]

四，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.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.