valgrind使用笔记
1、概述：
valgrind是由内核以及其他调试工具构成；内核模拟一个CPU环境，并未其他工具提供服务，其他工具类似插件，利用内核完成各种调试任务：
此图转自http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-valgrind/index.html#4.利用Memcheck发现常见的内存问题|outline
valgrind包含的工具：
1、Memcheck：内存检查器，能够发现绝大多数内存错误使用情况：比如未初始化的内存、使用已经释放的内存、内存越界访问等
2、Callgrind：主要用来检查程序中函数调用过程中出现的问题等。
3、Cachegrind：用来检查程序中缓存使用出现的问题。
4、Helgrind:主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。
5、Massif：主要用来检查程序中堆栈使用中出现的问题。
6、Extension：可以使用core提供的功能，自己编写特定的内存调试工具。
2、Linux程序内存空间布局
典型的内存空间布局：
高地址
| 命令行参数和环境变量 |
| 栈（stack） |
| 堆（heap） |
| 未初始化的数据段（.bss段） |
| 初始化的数据段（.data段） |
| 代码段（.text段） |
低地址
代码段：存放具体要执行的指令，代码段是共享的，相同的代码在内存中只会有一份拷贝，同时代码段是只读的，防止程序由于错误修改自身的指令
初始化的数据段：存放需要明确赋初始值的变量：例如经过初始化的全局变量；这两段位于可执行文件中，内核在调用exec函数时启动该程序时从源程序文件中读入。
未初始化数据段：内核在执行该程序前，将其初始化为0或者NULL
堆：heap：用于动态内存申请，malloc和new
栈：stack：函数中局部变量以及在函数调用过程中的临时变量。
3、内存检查原理
Memcheck检测内存问题的原理：
Memcheck能够检测出内存问题，关键在于其建立了两个全局表
（1）Valid-Value表：
对于进程的整个地址空间中的每个字节，都有对应的8个bits；对于每个CPU的每个寄存器，也有一个与之对应的bit向量；这些bits负责记录该字节或者寄存器值是否具有有效的、已初始化的值。
（2）Valid-Address表：
对于进程整个地址空间中的每一个字节（byte），还有与之对应的1个bit，负责记录该地址能否被读写。
检测原理：
（1）当要读写内存中某个字节时，首先检查这个字节对应的A bit；如果A bit显示该位置是无效位置，memcheck则报告读写错误。
（2）内核类似于一个虚拟的CPU环境，这样当内存中的某个字节被加载到真实的CPU中，该字节对应的V bit也被加载到虚拟的CPU环境中，一旦寄存器中的值，被用来产生内存地址，或者该值能够影响程序输出，则memcheck会检查对应的V bits，如果该值尚未初始化，则会报告使用未初始化内存错误。
4、命令行：
valgrind [valgrind 的参数] 可执行文件 [可执行文件参数]
valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes --show-reachable=yes 可执行文件名 参数
5、输出解析：
6、其他
Memcheck将内存泄露分为两种，一种是可能的内存泄露（Possibly lost），另外一种是内存泄露（Definitely lost）
Possibly lost是指仍然存在某个指针能够访问某块内存，但是该指针指向的已经不是该内存首地址；
Definitely lost是指已经不能够访问这块内存；
Definitly lost又分为两种：直接的Directly和间接的indirectly
直接与间接的区别就是：直接没有任何指针指向该内存，间接是指指向该内存的指针都位于内存泄露处；
still reacheable：是指仍有指针引用该内存块，只是没有释放而已；
其中still reacheable类型的内存可以有kernel在退出程序时回收，或者是在程序运行中这块内存一直占用，直到程序结束才会释放，这样也会被认为still reacheable；
而Definitely lost却无法回收，所以后者危害比较大。