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：



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 �CLeaksAtExit 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））

（全文完）