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3.11.0。
Linux下下载:wget http://www.valgrind.org/downloads/valgrind-3.11.0.tar.bz2
按照里面的README提示,采用标准gnu软件安装方式,先使用tar进行解压缩,然后是./configure — make —- makeinstall,安装后,输入valgrind ls -l验证一下该工具是否工作正常(这是README里面的方法,实际上是验证一下对ls -l命令的内存检测),如果你看到一堆的信息说明你的工具可以使用了。
注意:不要移动Valgrind到一个与--prefix指定的不一样的目录,这将导致一些莫名其妙的错误,大多数在Valgrind处理/fork/exec调用时。
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:
1) 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(Mismatcheduse of malloc/new/new [] vs free/delete/delete [])
src和dst的重叠(Overlappingsrc 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。
具体应用场景如下:
1、 检查内存错误:
例如我们原来有一个程序test,这是一个用gcc –g参数编译的程序,运行它需要:
#./a.out
如果我们想用valgrind的内存检测工具,我们就要用如下方法调用:
#valgrind --leak-check=full--show-reachable=yes --trace-children= yes ./a.out
logfile加上会好些,程序在执行期间stderr会有一些输出。加上logfile的话可以像dmalloc那样打开logfile来查看错误信息。
其中--leak-check=full 指的是完全检查内存泄漏,--show-reachable=yes是显示内存泄漏的地点,--trace-children=yes是跟入子进程。
如果您的程序是会正常退出的程序,那么当程序退出的时候valgrind自然会输出内存泄漏的信息。如果您的程序是个守护进程,那么也不要紧,我们只要在别的终端下杀死memcheck进程(因为valgrind默认使用memcheck工具,就是默认参数—tools=memcheck):
#killall memcheck
这样我们的程序(./a.out)就被kill了
2、 检查代码覆盖和性能瓶颈:
我们调用valgrind的工具执行程序:
#valgrind --tool=callgrind ./sec_infod
会在当前路径下生成callgrind.out.pid(当前生产的是callgrind.out.19689),如果我们想结束程序,可以:
#killall callg rind
然后我们看一下结果:
#callgrind_annotate --auto=yescallgrind.out.19689 >log
#vim log
3、 Valgrind使用参数
--log-fd=N 默认情况下,输出信息是到标准错误stderr,也可以通过—log-fd=8,输出到描述符为8的文件
--log-file=filename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。可以通过--log- file exactly=filename指定就输出到filename文件。
--log-file-qualifier=,取得环境变量的值来做为输出信息的文件名。如—log-file- qualifier=$FILENAME。
--log-socket=IP:PORT 也可以把输出信息发送到网络中指定的IP:PORT去
--error-limit=no 对错误报告的个数据进行限制,默认情况不做限制
--tool=
--tool=memcheck:要求用memcheck这个工具对程序进行分析
--leak-ckeck=yes 要求对leak给出详细信息
--trace-children=
--xml=
--gen-suppressions=
更多选项请参看:http://www.valgrind.org/docs/manual/manual-core.html可以把一些默认选项编辑在~/.valgrindrc文件里。
这里使用valgrind的memcheck和callgrind两个工具的用法,其实valgrind还有几个工具:“cachegrind”,用于检查缓存使用的;“helgrind”用于检测多线程竞争资源的,等等。
与dmalloc相比,Valgrind使用范围更广,它不但能够检测出堆内存的泄露,对线程间使用共同资源所带来的内存泄露也能够察觉出来,但是valgrind所产生的log信息往往比dmalloc多得多,有时候就是一千多行的log信息,让人看到就头痛。
基本步骤就两步:
1) 编译程序,生成可执行文件:
gcc –Wall example.c –g –o example
2) 使用valgrind工具,运行文件检测:
valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes./example
程序demo:
filename:example.c
#include
void f()
{
int*ptr = malloc(10 * sizeof(int));
ptr[10]= 0; //first error
return; //return without free
}
int main()
{
f();
return0;
}
编译:
gcc –Wall example.c –g –o example #-g指定可用于debug的信息选项
分析:
valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes --log-file=output.log -q ./example
(选项含义可用valgrind–help查看)
执行结果如下:
==21072== Invalid writeof size 4
==21072== at 0x80483DF: f (example.c:6)
==21072== by 0x80483F2: main (example.c:12)
==21072== Address 0x4021050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
==21072== at 0x40079C5: malloc (vg_replace_malloc.c:299)
==21072== by 0x80483D5: f (example.c:5)
==21072== by 0x80483F2: main (example.c:12)
==21072==
==21072== 40 bytes in 1blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==21072== at 0x40079C5: malloc (vg_replace_malloc.c:299)
==21072== by 0x80483D5: f (example.c:5)
==21072== by 0x80483F2: main (example.c:12)
==21072==
其中标红的行指示了程序中的两个bug
引用链接:
http://blog.163.com/cp7618@yeah/blog/static/702347772012728105356157/