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Valgrind 使用简单说明

字号: 小中大 | 打印发布: 2009-10-20 08:10 作者: 剑心通明来源: 互联网查看: 255次

Valgrind是一个GPL的软件，用于Linux（For x86, amd64 and ppc32）程序的内存调试和代码剖析。你可以在它的环境中运行你的程序来监视内存的使用情况，比如C 语言中的malloc和free或者 C++中的new和 delete。使用Valgrind的工具包，你可以自动的检测许多内存管理和线程的bug，避免花费太多的时间在bug寻找上，使得你的程序更加稳固。

Valgrind 是在linux系统下开发应用程序时用于调试内存问题的工具。它尤其擅长发现内存管理的问题，它可以检查程序运行时的内存泄漏问题。

它的官方网址是http://www.valgrind.org/BSD爱好者乐园/cteB0M

下载最新版本的Valgrind，目前是3.2.0。 wgethttp://www.valgrind.org/downloads/valkyrie-1.2.0.tar.bz2BSD爱好者乐园:pK%A0v)Z#[*nJI

@Hm(W+C7L"Ea{8s 执行常规的安装步骤：./confgure && make && make install。注意：系统必须安装QT的开发包。即便这样在make 时还是出现qplatformdefs.h这个文件找不到的情况，导致make失败。查找系统中的qplatformdefs.h 之后，发现没有存在于qt的标准头文件目录/usr/lib/qt-3.3/include。如是将/usr/lib/qt- 3.3/mkspecs/linux-g++/ 目录下该头文件复制标准头文件目录，重新make ，后面一切OK。

初次使用

编译如下代码:  gcc -Wall example.c -g -o example

'D9F"]p.A BSD爱好者乐园+]qUJ&S8w

#include <stdlib.h>BSD爱好者乐园!|v{!bFsAox

,}3c9CT7h0M"Mc5Lvoid f(void)BSD爱好者乐园SDP~f)R.A
{BSD爱好者乐园&s?'m lo\6jo)X:X
int* x = malloc(10 * sizeof(int));BSD爱好者乐园GW9z(od~	D
x[10] = 0;        // problem 1: heap block overrun
}/_c.HUY:{K1P5Xq}                    // problem 2: memory leak -- x not freed
QhT5kG#HwBSD爱好者乐园M;C+p
XA*Q[6`'u	j
int main(void)
a-[!fX7Y@`	n!qC{BSD爱好者乐园:_`dKx!bMh
f();BSD爱好者乐园C+G2ot	x#~[
return 0;BSD爱好者乐园,K
oT'RKf:r9Q
}

%JN-Uc;CD 注意：gcc 的-g 选项让Valgrind调试输出时指出相应信息的代码所在的行号。

3{],V-F4UOZ7WfZ

valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes ./example

;p^}-{%r8F~ BSD爱好者乐园s1@7FQ"xG4p

==6742== Memcheck, a memory error detector for x86-linux.
==6742== Copyright (C) 2002-2004, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==6742== Using valgrind-2.2.0, a program supervision framework for x86-linux.
==6742== Copyright (C) 2000-2004, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==6742== For more details, rerun with: -v
==6742==
==6742== Invalid write of size 4
==6742==    at 0x8048384: f (example.c:6)
==6742==    by 0x80483AC: main (example.c:12)
==6742== Address 0x1B908050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
==6742==    at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131)
==6742==    by 0x8048377: f (example.c:5)
==6742==    by 0x80483AC: main (example.c:12)
==6742==
==6742== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 12 from 1)
==6742== malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks.
==6742== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated.
==6742== For counts of detected errors, rerun with: -v
==6742== searching for pointers to 1 not-freed blocks.
==6742== checked 1360800 bytes.
==6742==
==6742==
==6742== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==6742==    at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131)
==6742==    by 0x8048377: f (example.c:5)
==6742==    by 0x80483AC: main (example.c:12)
==6742==
==6742== LEAK SUMMARY:
==6742==    definitely lost: 40 bytes in 1 blocks.
==6742==    possibly lost:   0 bytes in 0 blocks.
==6742==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks.
==6742==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks.
==6742== Reachable blocks (those to which a pointer was found) are not shown.
==6742== To see them, rerun with: --show-reachable=yes

/\ A0~x"T+V 上面的C程序存在两个错误：1. 数组下标越界；2. 分配的内存没有释放，存在内存泄露的问题。对于错误1，看Valgrind的调试信息片断

==6742== Invalid write of size 4
==6742==    at 0x8048384: f (example.c:6)
==6742==    by 0x80483AC: main (example.c:12)
==6742== Address 0x1B908050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
==6742==    at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131)
==6742==    by 0x8048377: f (example.c:5)

对于错误2，看这个

==6742== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated.

......

==6742== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
h)REx/p~/Q_1m==6742==    at 0x1B904984: malloc (vg_replace_malloc.c:131)
%G'yoI8D;c==6742==    by 0x8048377: f (example.c:5)BSD爱好者乐园,w F.Gz&atlQ^6s
==6742==    by 0x80483AC: main (example.c:12)

Valgrind的主要功能

Valgrind工具包包含多个工具，如Memcheck,Cachegrind,Helgrind, Callgrind，Massif。下面分别介绍个工具的作用：BSD爱好者乐园 k pe!~)?

Memcheck 工具主要检查下面的程序错误：BSD爱好者乐园?(^D%Q1x ^G

使用未初始化的内存 (Use of uninitialised memory)
使用已经释放了的内存 (Reading/writing memory 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/writing inappropriate 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)

Callgrind

Callgrind收集程序运行时的一些数据，函数调用关系等信息，还可以有选择地进行cache 模拟。在运行结束时，它会把分析数据写入一个文件。callgrind_annotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。

Cachegrind

.|Gjc+\C它模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存，能够精确地指出程序中 cache的丢失和命中。如果需要，它还能够为我们提供cache丢失次数，内存引用次数，以及每行代码，每个函数，每个模块，整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。

Helgrind

.Jgp{z.F它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind 寻找内存中被多个线程访问，而又没有一贯加锁的区域，这些区域往往是线程之间失去同步的地方，而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为” Eraser” 的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。BSD爱好者乐园8z-Lk o$D(UG~

Massif

b,vC/vZ7gq^t4G堆栈分析器，它能测量程序在堆栈中使用了多少内存，告诉我们堆块，堆管理块和栈的大小。Massif能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。

Valgrind安装

1、 到www.valgrind.org下载最新版valgrind-3.2.3.tar.bz2
j1V(sR |3B)o2、 解压安装包：tar –jxvfvalgrind-3.2.3.tar.bz2BSD爱好者乐园E(xgR]0m(l6w#]+B
3、 解压后生成目录valgrind-3.2.3BSD爱好者乐园!SJ|,Ur8ze5D'L
4、 cdvalgrind-3.2.3
6q!hgf8rDN#J5、 ./configureBSD爱好者乐园UGl3UHI!jA
_-}Q`
6、 Make;make install

Valgrind使用

用法:valgrind[options] prog-and-args [options]: 常用选项，适用于所有Valgrind工具BSD爱好者乐园/F)W _M7{~R2nP

-tool=<name> 最常用的选项。运行valgrind中名为toolname的工具。默认memcheck。
h –help 显示帮助信息。
-version 显示valgrind内核的版本，每个工具都有各自的版本。
q –quiet 安静地运行，只打印错误信息。
v –verbose 更详细的信息, 增加错误数统计。
-trace-children=no|yes 跟踪子线程? [no]
-track-fds=no|yes 跟踪打开的文件描述？[no]
-time-stamp=no|yes 增加时间戳到LOG信息? [no]
-log-fd=<number> 输出LOG到描述符文件 [2=stderr]
-log-file=<file> 将输出的信息写入到filename.PID的文件里，PID是运行程序的进行ID
-log-file-exactly=<file> 输出LOG信息到 file
-log-file-qualifier=<VAR> 取得环境变量的值来做为输出信息的文件名。 [none]
-log-socket=ipaddr:port 输出LOG到socket ，ipaddr:port

LOG信息输出

-xml=yes 将信息以xml格式输出，只有memcheck可用
-num-callers=<number> show <number> callers in stack traces [12]
-error-limit=no|yes 如果太多错误，则停止显示新错误? [yes]
-error-exitcode=<number> 如果发现错误则返回错误代码 [0=disable]
-db-attach=no|yes 当出现错误，valgrind会自动启动调试器gdb。[no]
-db-command=<command> 启动调试器的命令行选项[gdb -nw %f %p]

适用于Memcheck工具的相关选项：BSD爱好者乐园0N;~`,Zq-B9}Da#G

-leak-check=no|summary|full 要求对leak给出详细信息? [summary]
-leak-resolution=low|med|high how much bt merging in leak check [low]
-show-reachable=no|yes show reachable blocks in leak check? [no]

Valgrind使用举例

下面是一段有问题的C程序代码test.c

#include <stdlib.h>BSD爱好者乐园c3R0g2d'lr*G,n
void f(void)BSD爱好者乐园2T2y;b[5qr2A5DY
{BSD爱好者乐园2q;rp8V6bkt-`
int* x = malloc(10 * sizeof(int));BSD爱好者乐园Y0^iNE7g$M
x[10] = 0;  //问题1: 数组下标越界
V6i	v?uF2a}                  //问题2: 内存没有释放

int main(void)BSD爱好者乐园\e-gt0R f S&u
{BSD爱好者乐园*y(_3O
E*Y?7X
f();BSD爱好者乐园O#t(d"d4BP|
return 0;
Aj V-Un7m3`YG}

1、 编译程序test.cBSD爱好者乐园g {'K3O!]
gcc -Wall test.c -g -o test
-B
L%H6P"l*Z&J2、使用Valgrind检查程序BUGBSD爱好者乐园]5MQh?iF,A@
valgrind--tool=memcheck --leak-check=full ./testBSD爱好者乐园!XeH,J	L&h;Jd
3、 分析输出的调试信息
TQ/X$KV==3908== Memcheck, a memory error detector.BSD爱好者乐园!I?YU
`8I
==3908== Copyright (C) 2002-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
x)Eb,FR0`CX==3908== Using LibVEX rev 1732, a library for dynamic binary translation.BSD爱好者乐园*Jk3C[?b
==3908== Copyright (C) 2004-2007, and GNU GPL'd, by OpenWorks LLP.BSD爱好者乐园wP B){"RV,B;EqI
==3908== Usingvalgrind-3.2.3, a dynamic binary instrumentation framework.
/~|'W$Mh==3908== Copyright (C) 2000-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.BSD爱好者乐园Xv)l&fN~x;rX6G
==3908== For more details, rerun with: -vBSD爱好者乐园iH;l
FSW
==3908==BSD爱好者乐园8hg$~Po.yA
--3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50BSD爱好者乐园Rc-Q!^v4i,j3R
--3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50
#b.]"W@D
d5Y8e/*数组越界错误*/BSD爱好者乐园2U4f!B1t/Z
==3908==Invalid write of size 4
+Ia:}
y.Y`(B==3908==    at 0x8048384: f (test.c:6)BSD爱好者乐园\(t&C3~H-^,Esb
==3908==    by 0x80483AC: main (test.c:11)
#GH4W3ye.|/p{y	A%o==3908==  Address 0x400C050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
u'fk-q
?8e.g UeTf==3908==    at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149)
#M2N`;V$Eq==3908==    by 0x8048377: f (test.c:5)BSD爱好者乐园k{yu9@lE;y?n
==3908==    by 0x80483AC: main (test.c:11)
K];bh.wU#?g==3908==
#Z._5t4}K~x:O1o==3908==ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 14 from 1)BSD爱好者乐园$E+pN,y~-v6Pc2I`3r+`
==3908== malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks.
t%S-L#fk3Y8@V==3908== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated.
j"A_(K.pD]oZ==3908== For counts of detected errors, rerun with: -vBSD爱好者乐园-g;M"V'I!\8w$J
`;v
==3908== searching for pointers to 1 not-freed blocks.
FA4TR8Jkq#p"y7`==3908== checked 59,124 bytes.BSD爱好者乐园?X7u's:zm'f5gS
==3908==
C
@I`t&A im==3908==
9eq6yJ3?A	q/*有内存空间没有释放*/
e4hvu
D	L y[d5i-gQ==3908==40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
n$T9Z+E	\4?{z==3908==    at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149)
;X+A{3d)U]Qf==3908==    by 0x8048377: f (test.c:5)
$^&?4Ks#D[uZSsp'`==3908==    by 0x80483AC: main (test.c:11)BSD爱好者乐园)\	w7if's)M"GBq
==3908==
n2c-q\8v;B==3908==LEAK SUMMARY:
3y6q\nD&w==3908==    definitely lost: 40 bytes in 1 blocks.BSD爱好者乐园
Ot6Ur*znI
==3908==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks.
aGa:m
Q:@==3908==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks.BSD爱好者乐园!VrV7R^%g+\
==3908==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks

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