一、值的有效性

1、什麼是值的有效性？
英文原文是Valid-value (V) bits，直譯過來就是有效值（V）位。
我將它理解為值的有效性，就是判斷在記憶體或CPU的實體地址中儲存的資料是否有效，比如在記憶體中變數（int i）代表的物理位置（不是地址），沒有初始化，就去使用它，是否合法，參見下面的判斷。

2、當僅僅是複製未初始化的值，並且不使用它時，Memcheck不會報告錯誤，認為是有效的。
例子程式碼如下：

int i, j;
int a[10], b[10];
for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
  j = a[i];
  b[i] =
 
 j;
}

上述程式碼中陣列a沒有賦值，將陣列a複製給陣列b，雖然這段程式碼沒有意思，但是Memcheck不會報錯。

3、Memcheck會檢查以下三種情況
當使用值生成記憶體地址；
需要進行控制流決策時；
檢測到系統呼叫時。
例子程式碼如下：

for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
  j += a[i];
}
if ( j == 77 ) 
  printf("hello world!\n");

由於“j”沒有初始化，並且被用到if（控制流決策），所以此處Memcheck會報告錯誤。

二、地址的有效性

英文原文是Valid-address (A) bits：有效地址(A)位。
記憶體的一個物理位置中的資料是否有效，我們稱為值的有效性；是否可以合法地讀取或寫入該位置（即，是否可以訪問該位置），來判斷地址的有效性。
哪些地址有效：
1、程式啟動時，所有全域性資料區域都標記為可訪問（地址有效）。
2、當程式執行 malloc、new，分配的區域標記為可訪問（地址有效），沒有分配的依然時無效的；在釋放該區域後，該區域標記位不可訪問（地址無效）。
3、棧的資料，即區域性變數地址有效。實現方法是，根據棧指標暫存器（SP）的移動來觸發標記哪些是地址有效、哪些已經無效了。規則是從 SP堆疊的底部到堆疊的區域被標記為可訪問，並且下面的區域SP是不可訪問的。

三、Memcheck的檢查機制可歸納如下：

1、儲存器中的每個位元組有兩個屬性：該位元組中的值是否有效和該位元組是否可以訪問；
2、讀取或寫入儲存器時，會檢查地址是否有效，如果是無效的地址，則Memcheck會發出無效讀取或無效寫入錯誤；
3、當儲存器讀入CPU暫存器或從暫存器寫入儲存器時不會檢查值的有效性；
4、當CPU暫存器中的值用於生成儲存器地址或確定條件分支的結果時，將檢查這些值的有效性，如果未定義任何值，則發出錯誤；
5、一旦檢查這些值的有效性後，就將它們設定為檢查過的，即標記為值有效，以後再檢查就認為是有效的，這避免了重複錯誤。
6、從記憶體載入值時，Memcheck會檢查該地址是否有效，並在需要時發出非法地址警告。在這種情況下，儘管地址無效，也會將該值標記為有效的，目的是減少呈現給使用者的混亂資訊量。這樣避免了既地址無效又值無效的現象，準確定位錯誤原因。
7、對於來自部分有效且部分無效的地址的多位元組載入，存在模糊的邊界情況。有關詳細資訊，請參閱選項–partial-loads-ok
8、Memcheck會記錄分析如下函式：malloc、calloc、realloc、valloc、memalign、free、new、 new[]、delete和 delete[]。
8.1、malloc、new、new[]：分配的記憶體被標記為可定址的但不具有有效的值。這意味著初始化後才能使用它們。
8.2、calloc：分配的記憶體標記為可定址和有效，因為calloc將區域清除為零。
8.3、realloc：如果新分配的記憶體大於舊的，則多出的部分標記為地址有效但值無效，如同 malloc。如果新分配的記憶體小於舊的，則失去的部分標記為不可定址（地址無效）。
8.4、free、delete、delete[]：傳遞給這些函式的指標（指向的地址）必須是之前malloc、new、new[]等返回的，否則，Memcheck會報錯。如果指標確實有效，則Memcheck將其指向的整個區域標記為不可定址（釋放後地址無效了），並將該塊放置在freed-blocks-queue中，目的是儘可能延遲重新分配這個區塊。如果在釋放後，再去訪問它就會引發無效地址錯誤。