C/C++内存问题检查利器—Purify （五）
十、 设置WatchPoint
你可以在你的程序中，对你所想监控的程序设置一些WatchPoint，以方便于你对程序进行调试，或更容易找出问题的原因。就像我前面说，Purify可以找到你的内存泄露，但其不能找到内存泄露的原因，你可以通过设置WatchPoint来跟踪一块内存，以找到在程序执行过程中该内存的访问情况。
Purify的WatchPoint可以产生下例消息：
l WPR（被WatchPoint的内存读）
l WPW（被WatchPoint的内存写）
l WPM（被WatchPoint的内存分配）
l WPF（被WatchPoint的内存释放）
l WPN（来到被WatchPoint的内存的Scope）
l WPX（离开被WatchPoint的内存的Scope）
一旦你设置好了一个WatchPoint，Purify会自动报告上述这些信息，以告诉你内存的存取情况。很方便你调试程序。
WatchPoint一般是在调试程序时跟踪一块内存时候使用的，你也可以用其跟踪一些系统级的全局变量，如：errno。一旦errno被写了，马上会报告一个WPW消息，展开后，你能看到函数的堆栈情况，以及是在哪个系统调用后出现了错误。这个使用很方便我们找到一些非内存方面的问题。
大家可能会有一种感觉，那就是在一般的调试器中，如GDB中也有WatchPoint的设置（对GDB的使用请参考我的文章《用GDB调试程序》），那么，在调试器中的WatchPoint和Purify的有什么不同？下面是一些GDB中的WatchPoint不足的地方：
1） GDB中的WatchPoint用于单步跟踪中。
2） GDB中的WatchPoint只能在其内存的Scope中，离开了Scope，WatchPoint会被删除。
3） 在GDB中设置一个4字节的内存WatchPoint，会让程序的运行效率下降1000个数量级。
Purify中的WatchPoint有效地克服了这些问题，它在全局范围内监控所有内存的使用，并且，其速度上大大地快于GDB等一系列的调试器。
有两种方式可以让我们设置Purify的WatchPoint，一种是在程序中使用WatchPoint的API函数，一种是直接在调试器中使用（如：GDB），下面我介绍一下这两种用法：
1、 在程序中使用。
写下这段程序：
| #include <errno.h>
main() { int i; printf("Note: errno=0x%x\n", errno); purify_watch(&errno);
errno = 0;
close(1000);
exit(0); } |
用Purify编译： >sudo purify gcc -g -o watch watch.c
运行后，我们可以看到以下画面：
<shapetype id="_x0000_t75" stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" o:preferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path o:connecttype="rect" gradientshapeok="t" o:extrusionok="f"></path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></shapetype>
我们可以看到，Purify成功地监控了errno变量。我们还可以看到被监控的变量改变前和改变后的值。
2、 在GDB中使用。
在GDB中，我们可以简单地使用GDB的print命令来达到设置Purify的WatchPoint目的。这正是Purify的强大之处，其对这种技术称为JIT（Just-In-Time）。
示例：
gdb) print purify_watch(&my_str)
(gdb) print purify_watch_1(&my_char)
(gdb) print purify_watch_n(buf, sizeof(buf), "rw")
(dbx) print purify_watch_n(write_only_buf,100,"w")
下面来让我们看一看Purify的WatchPoint的API函数，其分成三类：
• 设置类
int purify_watch(char *addr)
对所指定的内存进行监视，char* 表示以单字节为单位。
int purify_watch_<num> (char *addr) <num>=1,2,4,8
其中的<num>是一个数字，可以是1，2，4，8表示，监控单字节，双字节，四字节，八字节。函数名为：purify_watch_1()，purify_watch_2()，purify_watch_4()，purify_watch_8。
int purify_watch_n(char *addr, unsigned int size, char *type)
(type = “r”, “w” or “rw”)
监控特定长度的内存，type取值为“r”，“w”“rw”，意为监控内存的读还是写。
• 查询类
int purify_watch_info().
打印目前设置的WatchPoint的情况（一般在GDB类的调试器中使用）。有点像GDB的info watch命令。
• 删除类
Int purify_watch_remove(int watchno)
删除指定的WatchPoint，其watchno为设置WatchPoint的函数的返回值。
int purify_watch_remove_all()
删除所有的WatchPoint。
十一、 使用Purify的参数
Purify的参数很多，具体的参数我就不多说了，还请你参考其使用手册。在这里，我简单地讲一讲其参数的使用规则和方式。
Purify的参数使用的规则如下：
1、 必须以连字符开始，也就是减号。
2、 在等号（=）的两端不能有空格。
3、 忽略参数名和变量的大小写。
4、 其参数中的连接符可以是减号，下划线，或是干脆就没有。如：
-leaks-at-exit，-LEAKS_AT_EXIT和 –LeaksAtExit是一回事。
5、 在参数中，如果你要指多个路径，可以用冒号或空格分开。使用空格时请使用引号。如：
% purify -user-path=’/usr/home/program /usr/home/program1’
% purify -user-path=/usr/home/program:/usr/home/program1
6、 指写多个邮件用户时，用逗号分隔。千万不要回空格。如：
% purify -mail-to-user=chris,pat,kam
7、 可以使用通配符或转义字串。如：
program* 和 -log-file=./%v.plog
Purify参数的类型有三种——布尔、字符串和整数，如：
-leaks-at-exit=yes 布尔型
-log-file=./pureout 字符串型
-chain-length=10 整数型
设置参数的方法有三种：
1、 在图形窗口中，通过点击“Options -> Runtime”菜单，在对话框中设置。
2、 通过两个环境变量设置——PURIFYOPTIONS 或 PUREOPTIONS，如：
在csh下：
% setenv PURIFYOPTIONS "-log-file=new $PURIFYOPTIONS“
在sh或ksh下：
$ PURIFYOPTIONS="-log-file=new $PURIFYOPTIONS"; export\
PURIFYOPTIONS
3、 在Link程序的命令行中。如：
$ purify -cache-dir=$HOME/pcache -always-use-cache-dir $CC ...
十二、 使用Purify的API函数
Purify的函数有许多，我也不在这里一一讲解了，其具体细节还请参考使用手册。我这里只讲一下Purify的API函数的使用方法。总的说来，有以下两种方式我们可以使用Purify的API函数。
1. 在我们的调试器中调用，如：
gdb) print purify_describe(addr)
(dbx) call purify_what_colors(buf, sizeof(buf))
(xdb) p purify_describe(addr)
注：对于purify_stop_here这个函数，我们可以这样使用。
(gdb) break purify_stop_here
(dbx) stop in purify_stop_here
(xdb) b purify_stop_here
2. 在自己的程序中调用。要在程序中调用Purify的API函数，我们需要下面两步：
1）加上头文件：#include <purify.h>
2）把LIB文件放到可被搜索到的路径中。主要是一个动态链接库文件libpurify_stubs.so和一个静态链接库文件libpurify_stubs.a
十三、 结束语
Purify是一个很强大的工具，但可惜的是其只能是某几个平台中使用。好像其Windows版中的功能要差很多，我用的Sun的Solaris的版本，很不错，因为我们的程序要在所有的UNIX下跑，用C跨平台，所以，使用Solaris来做测试机。对于其它平台的Purify，我没有用过，不知道和Solaris下的是否一样，还希望有经验的同行给我指点。不管怎么样，我想信IBM的Rational部会把它做得越来越好的。
对于这篇文章，本来打算在9月或者10月写这篇文章的。不过实在没有办法，前些时候太忙了，忙得脑子一堆浆糊，只要拖到现在，现在较好一点，不过脑子也不好用，写作过程中发现脑袋很拙笨。所以写出来的东西一点有错误，特别是我用的是五笔输入法，所以有错字错词会有可能让你看不懂，还请各位见谅。
好了，不多说了，好累了。还是留上我的联系方式，欢迎和我讨论交流。本人目前主要在UNIX下做产品软件设计和管理工作，所以，对UNIX下的软件开发比较熟悉，当然，不单单是技术，对软件工程实施，软件设计，系统分析，项目管理我也略有心得。欢迎大家找我交流。（MSN是：[email protected]（常用） QQ是：753640（基本不用，因为不安全））
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（全文完）
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