Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 848347
  • 博文数量: 403
  • 博客积分: 27
  • 博客等级: 民兵
  • 技术积分: 165
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2011-12-25 22:20
文章分类

全部博文(403)

文章存档

2016年(3)

2015年(16)

2014年(163)

2013年(222)

分类: LINUX

2014-02-22 17:25:19

在Linux下些C语言程序,最大的问题就是没有一个好的编程IDE,当然想kdevelop等工具都相当的强大,但我还是习惯使用kdevelop工具,由于没有一个习惯的编程IDE,内存检测也就成了在Linux下编写程序的一个大问题。

  是不是说没有一种内存检查工具能够在Linux使用呢,也不是,像valgrind工具还是相当不错的。他的下载地址是 /current.html#current 下载一个valgrind 3.2.3 (tar.bz2) 工具,按照里面的README提示,安装后就可以使用这个工具来检测内存泄露和内存越界等。这是一个没有界面的内存检测工具,安装后,输入 valgrind ls -l 验证一下该工具是否工作正常(这是README里面的方法,实际上是验证一下对ls -l命令的内存检测),如果你看到一堆的信息说明你的工具可以使用了。

  在编译你的程序时,请设置-g参数,编译出后使用如下的命令来判断你的程序存在内存泄露:

  valgrind --tools=memcheck --leak-check=full yourProg在输出信息中就会看到你的内存问题了。关于这些参数是什么意思可以参考valgrind --help 的输出信息。


Linux C 编程内存泄露检测工具(一):mtrace
前言

所有使用动态内存分配(dynamic memory allocation)的程序都有机会遇上内存泄露(memory leakage)问题,在Linux里有三种常用工具来检测内存泄露的情況,包括:

   1. mtrace
   2. dmalloc
   3. memwatch

1. mtrace

mtrace是三款工具之中是最简单易用的,mtrace是一个C函數,在里声明及定义,函数原型为:
    void mtrace(void);

其实mtrace是类似malloc_hook的 malloc handler,只不过mtrace的handler function已由系统为你写好,但既然如此,系统又怎么知道你想将malloc/free的记录写在哪里呢?为此,调用mtrace()前要先设置 MALLOC_TRACE环境变量:
    #include
    ....
    setenv("MALLOC_TRACE", "output_file_name", 1);
    ...

「output_file_name」就是储存检测结果的文件的名称。

但是检测结果的格式是一般人无法理解的,而只要有安装mtrace的话,就会有一名为mtrace的Perl script,在shell输入以下指令:
    mtrace [binary] output_file_name

就会将output_file_name的內容转化成能被理解的语句,例如「No memory leaks」,「0x12345678 Free 10 was never alloc」诸如此类。

例如以下有一函数:(暂且放下single entry single exit的原则)
    #include
    #include
    #include
    #include
    int main() {
        char *hello;
   
        setenv("MALLOC_TRACE", "output", 1);
        mtrace();
        if ((hello = (char *) malloc(sizeof(char))) == NULL) {
            perror("Cannot allocate memory.");
            return -1;
        }

        return 0;
    }

执行后,再用mtrace 将结果输出:
    - 0x08049670 Free 3 was never alloc'd 0x42029acc
    - 0x080496f0 Free 4 was never alloc'd 0x420dc9e9
    - 0x08049708 Free 5 was never alloc'd 0x420dc9f1
    - 0x08049628 Free 6 was never alloc'd 0x42113a22
    - 0x08049640 Free 7 was never alloc'd 0x42113a52
    - 0x08049658 Free 8 was never alloc'd 0x42113a96

    Memory not freed:
    -----------------
       Address     Size     Caller
    0x08049a90      0x1  at 0x80483fe

最后一行标明有一个大小为1 byte的内存尚未释放,大概是指「hello」吧。
    若我们把该段内存释放:
    #include
    #include
    #include
    #include
    int main() {
        char *hello;
  
        setenv("MALLOC_TRACE", "output", 1);
        mtrace();
        if ((hello = (char *) malloc(sizeof(char))) == NULL) {
            perror("Cannot allocate memory.");
            return -1;
        }

        free(hello);
        return 0;
    }

结果如下:
    - 0x080496b0 Free 4 was never alloc'd 0x42029acc
    - 0x08049730 Free 5 was never alloc'd 0x420dc9e9
    - 0x08049748 Free 6 was never alloc'd 0x420dc9f1
    - 0x08049668 Free 7 was never alloc'd 0x42113a22
    - 0x08049680 Free 8 was never alloc'd 0x42113a52
    - 0x08049698 Free 9 was never alloc'd 0x42113a96
    No memory leaks.

mtrace的原理是记录每一对malloc-free的执行,若每一个malloc都有相应的free,则代表没有内存泄露,对于任何非malloc/free情況下所发生的内存泄露问题,mtrace并不能找出来。


Memwatch简介

在三种检测工具当中,设置最简单的算是memwatch,和dmalloc一样,它能检测未释放的内存、同一段内存被释放多次、位址存取错误及不当使用未分配之内存区域。请往下载最新版本的Memwatch。
安装及使用memwatch

很幸运地,memwatch根本是不需要安装的,因为它只是一组C程序代码,只要在你程序中加入memwatch.h,编译时加上-DMEMWATCH -DMW_STDIO及memwatch.c就能使用memwatch,例如:
gcc -DMEMWATCH -DMW_STDIO test.c memwatch.c -o test


memwatch输出結果

memwatch 的输出文件名称为memwatch.log,而且在程序执行期间,所有错误提示都会显示在stdout上,如果memwatch未能写入以上文件,它会尝试写入memwatchNN.log,而NN介于01至99之间,若它仍未能写入memwatchNN.log,则会放弃写入文件。

我们引用第一篇(mtrace)中所使用过的有问题的代码:
    #include
    #include
    #include
    #include
    int main() {
        char *hello;

        setenv("MALLOC_TRACE", "output", 1);
        mtrace();
        if ((hello = (char *) malloc(sizeof(char))) == NULL) {
            perror("Cannot allocate memory.");
            return -1;
        }

        return 0;
    }

然后在shell中输入以下编译指令:
    gcc -DMEMWATCH -DMW_STDIO test.c memwatch.c -o test

memwatch.log的內容如下:
    ============= MEMWATCH 2.71 Copyright (C) 1992-1999 Johan Lindh =============

    Started at Sat Jun 26 22:48:47 2004

    Modes: __STDC__ 32-bit mwDWORD==(unsigned long)
    mwROUNDALLOC==4 sizeof(mwData)==32 mwDataSize==32


    Stopped at Sat Jun 26 22:48:47 2004

        unfreed: <1> test.c(9), 1 bytes at 0x805108c    {FE .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .}

    Memory usage statistics (global):
     N)umber of allocations made: 1
     L)argest memory usage      : 1
     T)otal of all alloc() calls: 1
     U)nfreed bytes totals      : 1

文件指出,在test.c被执行到第9行时所分配的内存仍未被释放,该段内存的大小为1 byte。
Memwatch使用注意

Memwatch 的优点是无需特別配置,不需安装便能使用,但缺点是它会拖慢程序的运行速度,尤其是释放内存时它会作大量检查。但它比mtrace和dmalloc多了一项功能,就是能模拟系统内存不足的情況,使用者只需用mwLimit(long num_of_byte)函数来限制程式的heap memory大小(以byte单位)。

最详细的使用说明(包括优点缺点,运行原理等)已在README中列出,本人强烈建议各位读者参考该文件。
阅读(949) | 评论(0) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~