Linux之記憶體洩露的檢測工具
linux背後隱藏著各種各種豐富的寶藏,找到這些工具,學會這些工具,讓這些工具更好地服務於我們的專案開發,不僅可以提高工作的效率,而且可以增強個人技術力。所以圍繞在MK1階段和MK23階段,有哪些工具可以輔助我們的工作,我們展開了此次技術調查。
[應用範圍]
MK1階段和MK23階段的記憶體檢測
[正文]
對比:
mtrace: 不需要安裝,使用時包含一個頭檔案,程式中在需要的呼叫mtrace和muntrace方法即可
memwatch: 在需要檢測的.c檔案裡面包含memwatch.h檔案,編譯的時候加上幾個引數即可
splint:需要下載原始碼並安裝程式,通過標誌和註釋來獲取想要的錯誤資訊
valgrind:提供不同的工具來實現不同功能的檢測,需要編譯原始碼
使用:
一. mtrace使用方法:
mtrace只能檢測malloc,realloc和free引發的錯誤。
用法如下:
1. 定義巨集export MALLOC_TRACE=<malloc_trace_filename>
例如:MALLOC_TRACE=mlog.txt
如果不定義巨集或者不能定義巨集,使用setenv函式,下面是setenv函式原型:
#include <stdlib.h>
--int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite)
該函式是用來新增或者改變一個環境變數,name是變數名,value是值,如果變數已經存在並且overwrite為0,不改變變數值,如果overwrite不為0,則使用環境變數的新值覆蓋舊值。
一個使用的例子:setenv("MALLOC_TRACE", "mlog.txt", 1);
2. 在.c檔案中引用#include <mcheck.h>
3. 在開始申請記憶體之前,呼叫mtrace();
4. 執行編譯後生成的可執行檔案,如果程式結束,對於生成的mlog.txt,使用mtrace mlog.txt 或者 mtrace <可執行檔案> mlog.txt
5. 如果程式會一直執行,在程式適當的地方呼叫muntrace函式,就會生成log檔案
如果對一塊記憶體free多次,程式執行被打斷,終端打印出錯誤。
一個簡單的例子:
#include <stdio.h>
#include <mcheck.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
setenv("MALLOC_TRACE", "mlog.txt", 1);
char *p;
mtrace();
p = (char *)malloc(4);
p = (char *)malloc(5);
while( 1 )
{
sleep(4);
muntrace();
}
return 0;
}
二. memwatch使用方法:
memwatch可以檢測:未釋放的記憶體,同一段記憶體被釋放多次和使用未分配記憶體區域,溢位和下溢等錯誤;
右邊是使用memwatch要用到的原始碼。
步驟:
-
確保被測工程中有memwatch.c何memwatch.h檔案,
-
原始碼中每個.c檔案中都include標頭檔案memwatch.h,
-
編譯程式碼,gcc後新增-DMEMWATCH 和 -DMW_STDIO(或者-DMEMWATCH_STDIO),還有memwatch.c檔案,
-
執行生成的可執行檔案,程式執行結束後,生成的log檔名為memwatch.log,如果未生成上述檔案,則會寫入memwatNN.log檔案,NN為01~99,如果還未成功,則放棄寫log檔案。
注:memwatch會使系統速度減慢
三. splint使用:
splint是靜態程式碼檢測工具,可以檢查包括:
Null Dereferences:針對空指標
Undefined Values:未初始化資料
Types:轉化型別不一致
Memory Management:記憶體管理檢測,如記憶體洩露
sharing:共享儲存空間安全性檢測
Function Interfaces:函式介面檢測(引數傳遞等)
Control Flow:函式執行分支檢測
Buffer Sizes:緩衝區邊界檢查
Completeness:完整性檢查,包括未使用變數、函式等
還有Macros(巨集隱患檢測等)
還有其他的應用。
原始碼包安裝:
#tar zxvf splint-3.1.2.src.tgz
#cd splint-3.1.2
#mkdir /usr/local/splint
#./configure --prefix=/usr/local/splint
#make
#make install
#vi ~/.bashrc (或者 sudo gedit ~/.bashrc) ~目錄是/root
新增:
export LARCH_PATH=/usr/local/splint/share/splint/lib
export LCLIMPORTDIR=/usr/local/splint/share/splint/import
#source ~/.bashrc
#export PATH=/usr/local/splint/bin/splint:$PATH
到此,splint原始碼安裝完成。
splint提供了三種方式進行檢查的控制,分別是flags標誌、 .splintrc配置檔案和格式化註釋。
flags: splint支援幾百個標誌用來控制檢查和訊息報告,使用時標誌前加‘+’或‘-’,‘+’標誌開啟這個標誌,‘-’表示關閉此標誌。下面例子展示了flags標誌的用法:
splint -showcol a.c //在檢測a.c時,告警訊息中列數不被列印
splint -varuse a.c //在檢測a.c時,告警訊息中未使用變數告警不被列印
.splintrc配置檔案: .splintrc檔案中對一些flags做了預設的設定,命令列中指定的flags會覆蓋.splintrc檔案中的標誌。
格式化註釋:格式化註釋提供一個型別、變數或函式的額外的資訊,可以控制標誌設定,增加檢查效果。所有格式化註釋都以/*@開始,@*/結束,比如在函式引數前加/*@[email protected]*/,表示該引數可能是NULL,做檢測時,splint會加強對該引數的值的檢測。
四. valgrind使用:
步驟:
1:tar -xf valgrind-3.9.0.tar.bz2
2:./configure
3:make
4:make install(如果失敗,改用root許可權)
5:valgrind ls -l(檢查是否正常工作,如果出錯,按照提示安裝相應檔案)
下面的工具是valgrind安裝時的標準配置:
Memcheck:用於檢測記憶體錯誤。它幫助c和c++的程式更正確。
Cachegrind:用於分析cache和分支預測。它幫助程式執行得更快。
Callgrind:用於函式呼叫的分析。
Helgrind:用於分析多執行緒。
DRD:也用於分析多執行緒。與Helgrind類似,但是用不同的分析技術,所以可以檢測不同的問題。
Massif:用於分析堆。它幫助程式精簡記憶體的使用。
SGcheck:檢測棧和全域性陣列溢位的實驗性工具,它和Memcheck互補使用。
--leak-check=yes開啟記憶體洩露檢測細節
--tool=helgrind使用Helgrind工具檢測執行緒錯誤
假設hello是可執行程式:可能的使用方法如下
valgrind --leak-check=yes ./hello
或者valgrind ./hello
終端上顯示檢測資訊。
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