如何使用Valgrind memcheck工具进行C/C++的内存泄漏检测
系统编程中一个重要的方面就是有效地处理与内存相关的问题。你的工作越接近系统，你就需要面对越多的内存问题。有时这些问题非常琐碎，而更多时候它会演变成一个调试内存问题的恶梦。所以，在实践中会用到很多工具来调试内存问题。
Valgrind是运行在Linux上一套基于仿真技术的程序调试和分析工具，它包含一个内核——一个软件合成的CPU，和一系列的小工具，每个工具都可以完成一项任务──调试，分析，或测试等。Valgrind可以检测内存泄漏和内存违例，还可以分析cache的使用等，灵活轻巧而又强大，能直穿程序错误的心脏，真可谓是程序员的瑞士军刀。
Valgrind工具包包含多个工具：
- Memcheck是一个内存错误检测器。它有助于使你的程序，尤其是那些用C和C++写的程序，更加准确。
- Cachegrind是一个缓存和分支预测分析器。它有助于使你的程序运行更快。
- Callgrind是一个调用图缓存生成分析器。它与Cachegrind的功能有重叠，但也收集Cachegrind不收集的一些信息
- Helgrind是一个线程错误检测器。它有助于使你的多线程程序更加准确。
- DRD也是一个线程错误检测器。它和Helgrind相似，但使用不同的分析技术，所以可能找到不同的问题。
- Massif是一个堆分析器。它有助于使你的程序使用更少的内存。
- DHAT是另一种不同的堆分析器。它有助于理解块的生命期、块的使用和布局的低效等问题。
- SGcheck是一个实验工具，用来检测堆和全局数组的溢出。它的功能和Memcheck互补：SGcheck找到Memcheck无法找到的问题，反之亦然。
- BBV是个实验性质的SimPoint基本块矢量生成器。它对于进行计算机架构的研究和开发很有用处。
这里给大家介绍如何使用Valgrind memcheck工具进行C/C++的内存泄漏检测。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/writingmemory 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/writinginappropriate 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(Mismatched use of malloc/new/new [] vs free/delete/delete [])
- src和dst的重叠(Overlapping src and dst pointers in memcpy() and related functions)
这几个工具的使用是通过命令：valgrind --tool=name 程序名来分别调用的，当不指定tool参数时默认是 --tool=memcheck 。
使用前，需要保证valgrind已经安装：
如果是ubuntu系统，在线安装即可：
使用 valgrind memcheck 方式：
- 编译代码时，加上调试参数 -g (用来在memcheck的输出中生成行号，如果出现错误，可以定位到错误出现的位置)
- --leak-check=full 指的是完全检查内存泄漏
- a.out 为需要检查的可执行程序，有些系统(如ubuntu)，如果加上“./”：
1. 使用未初始化的内存
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
char *p;
char c = *p; //使用未初始化的内存
printf("\n [%c]\n",c);
return 0;
}
在上面的代码中，我们尝试使用未初始化的指针“p”,让我们运行 Memcheck 来检查结果：
2. 在内存被释放后进行读/写
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
char *p = malloc(1);
*p = 'a';
char c = *p;
printf("\n [%c]\n",c);
free(p);
c = *p;//在内存被释放后进行读/写
return 0;
}
调试结果如下：
3. 从已分配内存块的尾部进行读/写
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
char *p = malloc(1);
*p = 'a';
char c = *(p+1); //从已分配内存块的尾部进行读/写
printf("\n [%c]\n",c);
free(p);
return 0;
}
调试结果如下：
4. 内存泄露
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//在这次的代码中, 我们申请了一个字节但是没有将它释放
int main(void)
{
char *p = malloc(1);
*p = 'a';
char c = *p;
printf("\n [%c]\n",c);
return 0;
}
调试结果如下：
5. 不匹配地使用malloc/new/new[] 和 free/delete/delete[]
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<iostream>
int main(void)
{
char *p = (char*)malloc(1);
*p = 'a';
char c = *p;
printf("\n [%c]\n",c);
delete p;
return 0;
}
上面的代码中，我们使用了malloc()来分配内存，但是使用了delete操作符来删除内存。
注意: 使用g++来编译上面的代码，因为delete操作符是在C++中引进的，而要编译C++需要使用g++。
调试结果如下：
6. 两次释放内存
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
char *p = (char*)malloc(1);
*p = 'a';
char c = *p;
printf("\n [%c]\n",c);
free(p);
free(p);
return 0;
}
调试结果如下：
本文转自：http://www.oschina.net/translate/valgrind-memcheck。