[QT编程系列-45]: 内存检测工具Dr.Memory在Windows上的使用实践与详解

目录

一、使用前的澄清

二、下载地址

三、功能概述

四、 使用方法与步骤

4.1 常见命令

4.2 命令选项详解

4.3 常见问题监测

4.3.1 内存泄露相关参数

4.4 结果输出参数

4.5 输出分析

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一、使用前的澄清

（1）之前在https://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/51626705 中介绍过Dr.Memory，那时在Windows上还不支持x64，最新的版本对x64已有了支持。

（2）Dr.Memory支持Windows和Linux

（3）Dr.Memory是命令行工具，不是图形化工具

（4）Dr. Memory 只能检测到应用程序运行时出现的内存错误，无法检测到编译时错误。

（5）在使用 Dr. Memory 时，建议先备份应用程序，以防止误操作导致数据丢失。

二、下载地址

github官网：https://github.com/DynamoRIO/drmemory

csnd：https://download.csdn.net/download/guojiwu001/11978661

License为LGPL。它支持Windows、Linux、Mac和Android平台。

三、功能概述

      Dr.Memory是一种内存监视工具，能够识别与内存相关的编程错误，例如：

      (1).访问未初始化的内存；

      (2).访问不可寻址(unaddressable)的内存(heap underflow and overflow);

      (3).访问释放的内存；

      (4).double free;

      (5).内存泄漏；

      (6).Windows上的:句柄泄漏(handle leaks)、GDI API使用错误;

      (7).对未保留的线程本地存储槽的访问.

四、 使用方法与步骤

4.1 常见命令

（1）通过执行drmemory.exe --help 可查看支持哪些输入参数

（2）执行方式: drmemory.exe [options] -- <app and args to run>

        待检测的可执行程序需要在Debug模式下，虽然在Release模式下也能运行有结果，但是会存在很多误导信息;

命令案例：

E:\test\test_gtest\DrMemory-Windows-2.5.19327\bin64>drmemory.exe -visual_studio -logdir "../../../tmp"  -- ../../../../GitCode/Messy_Test/lib/dbg/x64_vc12/Test.exe

4.2 命令选项详解

Dr. Memory 选项（使用 -no_ 来禁止布尔值）：
-version                          [ false] 显示 Dr. Memory 版本
-help                             [ false] 显示选项列表
-dr                       [    ""] 指定 DynamoRIO 安装路径
-drmemory                 [    ""] 指定 Dr. Memory 安装路径
-top_stats                        [ false] 显示整个进程运行时间和内存使用情况
-fetch_symbols                    [ false] 在运行结束时获取缺失的符号文件
-follow_children                  [  true] 监控子进程
-nudge                       [     0] 要唤醒的进程ID
-v                                [ false] 在Dr. Memory前端显示详细信息
-light                            [ false] 启用轻量级模式，仅检测关键错误
-brief                            [ false] 显示简化并易于阅读的错误报告
-visual_studio                    [ false] 产生Visual Studio外部工具输出
-logdir                   ["/logs"] 结果文件子目录和符号缓存的基本目录
-verbose                     [     1] 日志文件中的详细程度
-quiet                            [ false] 抑制stderr消息和结果
-results_to_stderr                [  true] 除了将错误报告写入结果文件以外，还将其打印到stderr中
-prefix_style                [     0] 调整每行的默认输出前缀
-log_suppressed_errors            [ false] 记录抑制的错误报告以进行后处理。
-ignore_asserts                   [ false] 在调试编译中不中断断言
-exit_code_if_errors         [     0] 如果找到错误，则更改应用程序的退出代码为此代码
-pause_at_error                   [ false] 在任何类型的报告错误时暂停
-pause_at_unaddressable           [ false] 在每个不可访问的访问处暂停
-pause_at_uninitialized           [ false] 在每个未初始化的读取处暂停
-pause_at_exit                    [ false] 在进程退出时暂停
-pause_at_assert                  [ false] 在每个调试构建断言处暂停
-pause_via_loop                   [ false] 通过循环暂停（不等待标准输入）
-crash_at_unaddressable           [ false] 在第一个不可访问的访问处崩溃
-crash_at_error                   [ false] 在第一个报告的任何类型的错误处崩溃
-dump_at_error_mask          [     0] 在指定的错误处创建内存转储文件
-dump_at_unaddressable            [ false] 在不可访问的位置处创建内存转储文件
-callstack_max_frames        [    20] 记录的最大调用堆栈帧数
-malloc_max_frames           [    12] 每个malloc记录的调用堆栈帧数
-free_max_frames             [     6] 每个free记录的调用堆栈帧数
-callstack_style             [0x0301] 控制调用堆栈打印样式的一组标志
-callstack_truncate_below ["main,wmain,WinMain,wWinMain,*RtlUserThreadStart,_threadstartex,BaseThreadInitThun    k"] 要在其处截断调用堆栈的函数名称列表，以逗号分隔
-callstack_modname_hide   ["drmemory"] 调用堆栈帧中要隐藏的模块名称列表，以逗号分隔
-callstack_exe_hide               [  true] 从调用堆栈帧中省略可执行文件名称
-callstack_srcfile_hide   [    ""] 要在调用堆栈帧中隐藏的源文件路径列表，以逗号分隔
-callstack_srcfile_prefix [    ""] 要删除的路径前缀的列表，以逗号分隔
-lib_blocklist_default    [    ""] 要将其视为非应用程序库的路径模式基础列表
-lib_blocklist            [    ""] 要将其视为非应用程序库的路径模式列表
-lib_blocklist_frames        [     4] 与 -lib_blocklist 匹配的帧数
-lib_allowlist            [    ""] 要为其报告错误的路径模式列表
-lib_allowlist_frames        [     4] 与之匹配的帧数
-src_allowlist            [    ""]  ：在报告错误时，使用逗号分隔的源模式列表。
-src_allowlist_frames        [     4]  ：与-src_allowlist匹配的帧数。
-check_uninit_blocklist   [    ""]  ：在其中不检查uninit的模块基本名称的逗号分隔列表。
-callstack_use_unwind             [ false]  ：使用取消信息来遍历调用栈。
-callstack_use_top_fp             [  true]  ：使用顶层ebp / rbp寄存器作为第一个帧指针。
-callstack_use_top_fp_selectively [  true]  ：在某些情况下使用顶层ebp / rbp寄存器作为第一个帧指针。
-callstack_use_fp                 [  true]  ：使用帧指针来遍历调用栈。
-callstack_conservative           [ false]  ：执行额外的检查以进行更准确的调用堆栈。
-callstack_max_scan          [  4096]  ：扫描以定位第一个或下一个堆栈帧的距离。
-callstack_bad_fp_list    [    ""]  ：路径模式的逗号分隔列表，其中帧指针不可信。
-check_leaks                      [  true]  ：列出检测到的内存泄漏的详细信息。
-count_leaks                      [  true]  ：查找内存泄漏。
-symbol_offsets                   [ false]  ：已弃用：使用-callstack_style标志0x4
-ignore_early_leaks               [  true]  ：忽略应用程序之前的泄漏。
-check_leaks_on_destroy           [  true]  ：在堆破坏时报告泄漏。
-possible_leaks                   [  true]  ：显示可能泄漏的调用堆栈。
-check_encoded_pointers           [  true]  ：检查编码指针。
-midchunk_size_ok                 [  true]  ：将中间块后大小指针视为合法。
-midchunk_new_ok                  [  true]  ：将中间块后new []头指针视为合法。
-midchunk_inheritance_ok          [  true]  ：将中间块多继承指针视为合法。
-midchunk_string_ok               [  true]  ：将中间块std :: string指针视为合法。
-scan_read_only_files             [ false]  ：内存泄漏扫描是否应扫描只读文件映射的内存。
-strings_vs_pointers              [  true]  ：使用启发式方法排除子字符串作为泄漏扫描指针。
-show_reachable                   [ false]  ：列出可到达的分配。
-suppress                 [    ""]  ：包含要抑制的错误的文件。
-default_suppress                 [  true]  ：使用默认抑制集。
-gen_suppress_offs                [  true]  ：在输出抑制文件中生成mod + offs抑制。
-gen_suppress_syms                [  true]  ：在输出抑制文件中生成mod！syms抑制。
-show_threads                     [  true]  ：打印每个错误引用的线程创建点的调用堆栈。
-show_all_threads                 [ false]  ：打印每个线程创建点的调用堆栈。
-conservative                     [ false]  ：保守阅读应用程序内存并假定死亡reg。
-check_uninit_cmps                [  true]  ：检查比较指令的定义。
-check_uninit_non_moves           [ false]  ：检查所有非移动指令的定义。
-check_uninit_all                 [ false]  ：检查所有指令的定义。
-strict_bitops                    [ false]  ：完全检查位操作的定义。
-check_pc                         [  true]  ：检查程序计数器是否存在无地址执行。
-stack_swap_threshold        [0x9000]  ：堆栈更改量以考虑交换
-redzone_size                [    16]  ：每个malloc的两侧缓冲区。
-report_max                  [ 20000]  ：最大的非泄漏错误报告（-1 =无限制）。
-report_leak_max             [ 10000]  ：最多泄漏报告（-1 =无限制）。
-report_write_to_read_only        [  true]  ：将写入只读内存的操作报告为无地址错误。
-show_duplicates                  [ false]  ：打印每个重复错误的详细信息。
-batch                            [ false]  ：不要在结束时调用记事本。
-summary                          [  true]  ：在stderr中显示结果摘要。
-use_symcache                     [  true]  ：缓存符号结果
-symcache_dir             ["/logs/symcache"]  用于符号缓存文件的目录
-symcache_minsize            [  1000]  用于缓存符号的最小模块大小
-use_symcache_postcall            [  true]  缓存 post-call 位置以加快未来的运行速度
-preload_symbols                  [ false]  在模块加载时预加载调试符号
-skip_msvc_importers              [  true]  不搜索导入了 msvc* 的模块中的 alloc 例程
-warn_null_ptr                    [ false]  报告向 free/realloc 传递 NULL 的情况
-delay_frees                 [  2000]  延迟释放的次数
-delay_frees_maxsz           [20000000]  延迟释放的最大大小
-delay_frees_stack                [  true]  在释放时记录调用栈用于报告 use-after-free
-leaks_only                       [ false]  仅检查泄漏而不是内存访问错误
-handle_leaks_only                [ false]  仅检查 handle 泄漏错误而不是其他错误
-check_uninitialized              [  true]  检查未初始化的读取错误
-check_stack_bounds               [ false]  对于 -no_check_uninitialized，是否检查堆栈顶部之外的访问
-check_stack_access               [ false]  对于 -no_check_uninitialized，是否检查堆栈或框架引用上的错误
-check_alignment                  [ false]  对于 -no_check_uninitialized，是否考虑对齐
-fault_to_slowpath                [  true]  对于 -no_check_uninitialized，使用 faults 做慢速路径退出
-check_gdi                        [  true]  检查 GDI API 使用错误
-check_gdi_multithread            [ false]  检查一个 DC 被多个线程使用的 GDI API 使用错误
-check_handle_leaks               [  true]  检查 handle 泄漏错误
-check_heap_mismatch              [  true]  是否检查 Windows API 与 C 库的不匹配
-check_delete_mismatch            [  true]  是否检查 free/delete/delete[] 的不匹配
-check_prefetch                   [  true]  是否将不可寻址的 prefetch 报告为警告
-malloc_callstacks                [ false]  在 allocs 时记录调用栈用于报告不匹配
-prctl_allowlist          [    ""]  禁用检测除非 PR_SET_NAME 在列表中
-auxlib                   [    ""]  加载辅助系统调用处理库
-analyze_unknown_syscalls         [  true]  对于未知的系统调用，使用内存比较查找输出参数
-syscall_dword_granularity        [  true]  对于未知系统调用比较，使用 dword 粒度
-syscall_sentinels                [ false]  使用 sentinel 检测未知 syscall 的写入
-prefer_msize                     [  true]  当两者都存在时，优先使用 _msize 而不是 malloc_usable_size
-perturb                          [ false]  打乱线程调度以提高捕获 races 的机会
-perturb_only                     [ false]  打乱线程调度但禁用内存检查
-perturb_max                 [    50]  -perturb 增加的最大延迟
-perturb_seed                [     0]  用于 -perturb 的随机延迟种子
-unaddr_only                      [ false]  启用仅检测 unaddressable 错误的轻量级模式
-pattern                     [     0]  启用 pattern 模式，必须提供非零的两字节值
-persist_code                     [ false]  缓存经过仪器化的代码以加速未来运行（仅限轻量级模式）
-persist_dir              ["/logs/codecache"]  用于代码缓存文件的目录
-soft_kills                       [  true]  确保这个进程结束外部进程时干净地退出
-ignore_kernel                    [ false]  在不支持的内核上尝试
use_syscall_tables                [  true]  使用Dr. Memory自己的系统调用表（在可能的情况下）
-syscall_number_path      [    ""]  指向包含系统调用编号文件的目录
-coverage                         [ false]  测量并提供代码覆盖信息
-fuzz                             [ false]  启用Dr. Memory 的模糊测试
-fuzz_module              [    ""]  模糊测试目标模块的名称。默认情况下使用应用程序主可执行文件。
-fuzz_function            ["DrMemFuzzFunc"]  模糊测试目标函数符号名称。默认情况下使用DrMemFuzzFunc。
-fuzz_offset                 [     0]  模糊测试目标函数在模块中的偏移量。
-fuzz_num_args               [     2]  传递给模糊测试目标函数的参数数量。
-fuzz_data_idx               [     0]  模糊测试数据参数的索引。
-fuzz_size_idx               [     1]  模糊测试数据大小参数的索引。
-fuzz_num_iters              [   100]  重复执行目标函数的次数。
-fuzz_replace_buffer              [ false]  用单独分配的内存替换输入数据缓冲区。
-fuzz_call_convention     [    ""]  模糊测试目标函数使用的调用约定。
可能的调用约定代码为：
arm32    = ARM32
amd64    = AMD64
fastcall = fastcall
ms64     = Microsoft x64 (Visual Studio)
stdcall  = cdecl 或 stdcall
thiscall = thiscall
-fuzz_dump_on_error               [  true]  在出现错误报告时将当前模糊测试输入转储到当前日志目录。
-fuzz_input_file          [    ""]  从指定文件中加载数据作为模糊测试输入。
-fuzz_corpus              [    ""]  加载一个数据文件语料库并执行基于代码覆盖率的模糊测试。
-fuzz_corpus_out          [    ""]  创建和存储从-fuzz_corpus 到 -fuzz_corpus_out 最小化的数据文件语料库输入
-fuzz_coverage                    [ false]  启用基本块代码覆盖率引导的模糊测试。
-fuzz_target              [    ""]  根据指定的描述符对目标程序进行模糊测试
模糊描述符格式：||||[|]
其中， 是以下之一：
!
+
 指定函数的参数数量（对于变量参数函数，这必须与应用程序传递的实际参数数量相匹配）。
< *-index> 参数指定目标函数中相应参数的索引。  指示重复目标函数的次数（使用0不重复和无变异，使用-1重复，直到变异器耗尽。别名
可被给出作为指的是程序的主模块。
调用约定代码为：
1 = AMD64
2 = Microsoft x64 (Visual Studio)
3 = ARM32
4 = cdecl 或 stdcall
5 = fastcall
6 = thiscall

-fuzz_mutator_lib         [    ""]  指定自定义的第三方变异器库
-fuzz_mutator_ops         [    ""]  指定变异器选项
-fuzz_mutator_alg         ["ordered"]  指定变异器算法：“random”或“ordered”
-fuzz_mutator_unit        ["bits"]  指定变异器单元：“bits”或“num”
-fuzz_mutator_flags          [     1]  指定变异器标志
-fuzz_mutator_sparsity       [     1]  在变异之间跳过的值
-fuzz_mutator_max_value      [     0]  <8字节缓冲区的最大突变值（0为无限制）
-fuzz_mutator_random_seed    [0x5a8390e9a31dc65fULL]  随机算法的随机化种子

4.3 常见问题监测

4.3.1 内存泄露相关参数

• -check_leaks                           [  true]  ：列出检测到的内存泄漏的详细信息。
• -count_leaks                            [  true]  ：查找内存泄漏。
• -ignore_early_leaks                 [  true]  ：忽略应用程序之前的泄漏。
• -check_leaks_on_destroy        [  true]  ：在堆破坏时报告泄漏。
• -possible_leaks                        [  true]  ：显示可能泄漏的调用堆栈。
• -report_leak_max            [ 10000]  ：最多泄漏报告（-1 =无限制）。
• -leaks_only                               [ false]  仅检查泄漏而不是内存访问错误
• -handle_leaks_only                  [ false]  仅检查 handle 泄漏错误而不是其他错误
• -check_handle_leaks               [  true]  检查 handle 泄漏错误
• -check_bounds：检测内存越界。
• -check_invalid_pointer_write：检测无效指针写操作。

4.4 结果输出参数

（1）生成的报告结果存放在解压缩后drmemory/logs目录下，目录名方式为:DrMemory-..NNN目录的results.txt文件中, NNN是一个递增计数器，以确保名称唯一;

（2）-light: 默认关闭，开启后只检测验证错误的轻量级模式;

（3）-brief: 默认关闭，开启后显示简化且易于阅读的错误报告;

（4）-visual_studio: 默认关闭，开启后直接在终端上显示报告,不会主动打开results.txt文件

（5）-logdir: 指定输出结果存放的目录，使用此参数经常会有问题，弹出异常对话框；关闭此对话框，会继续执行；当再此执行时一般又会正常.

（6）数据结果文件：results.txt

案例：测试代码还是采用之前的，执行命令如下：

E:\test\test_gtest\DrMemory-Windows-2.5.19327\bin64>drmemory.exe -visual_studio -logdir "../../../tmp"  -- ../../../../GitCode/Messy_Test/lib/dbg/x64_vc12/DrMemoryTest.exe

执行结果如下所示：执行完后，会在../../../tmp目录下生成类似DrMemory-DrMemoryTest.exe.5112.000的目录，打开里面的results.txt文件，最后部分内容如下：通过搜索unaddressable、uninitialized、leak等关键字可快速定位问题。

4.5 输出分析

Dr. Memory 的输出信息包含了应用程序中的内存错误和调试信息。以下是一些常见的输出信息：

• ERROR：表示应用程序中存在内存错误。
• WARNING：表示应用程序中存在潜在的内存错误。
• INFO：表示应用程序的调试信息。