Valgrind是执行在Linux上一套基于仿真技术的程序调试和分析工具,它包括一个内核──一个软件合成的CPU,和一系列的小工具,每一个工具都能够完毕一项任务──调试。分析,或測试等。
Valgrind能够检測内存泄漏和内存违例,还能够分析cache的使用等,灵活轻巧而又强大,能直穿程序错误的心脏。真可谓是程序猿的瑞士军刀。
一、Valgrind的主要功能
Valgrind工具包包括多个工具,如Memcheck,Cachegrind,Helgrind,Callgrind,Massif。以下分别介绍个工具的作用:
Memcheck 工具主要检查以下的程序错误:
1.使用未初始化的内存 (Use of uninitialised memory)
2.使用已经释放了的内存 (Reading/writingmemory after it has been free’d)
3.使用超过 malloc分配的内存空间(Reading/writing off the end of malloc’d blocks)
4.对堆栈的非法訪问 (Reading/writinginappropriate areas on the stack)
5.申请的空间是否有释放 (Memory leaks –where pointers to malloc’d blocks are lost forever)
6.malloc/free/new/delete申请和释放内存的匹配(Mismatched use of malloc/new/new [] vs free/delete/delete [])
7.src和dst的重叠(Overlapping src and dst pointers in memcpy() and related functions)
Callgrind
Callgrind收集程序执行时的一些数据。函数调用关系等信息,还能够有选择地进行cache模拟。在执行结束时。它会把分析数据写入一个文件。
callgrind_annotate能够把这个文件的内容转化成可读的形式。
Cachegrind
它模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存,可以精确地指出程序中 cache的丢失和命中。假设须要。它还可以为我们提供cache丢失次数。内存引用次数,以及每行代码。每一个函数,每一个模块。整个程序产生的指令数。
这对优化程序有非常大的帮助。
Helgrind
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訪问,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,并且会导致难以发掘的错误。
Helgrind实现了名为” Eraser” 的竞争检測算法,并做了进一步改进。降低了报告错误的次数。
Massif
堆栈分析器。它能測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能帮助我们降低内存的使用。在带有虚拟内存的现代系统中。它还可以加速我们程序的执行,降低程序停留在交换区中的几率
二. 使用Valgrind
Valgrind的使用很easy。valgrind命令的格式例如以下:
valgrind [valgrind-options]your-prog [your-prog options]
一些经常使用的选项例如以下:
-h --help
显示帮助信息。
--version
显示valgrind内核的版本号。每一个工具都有各自的版本号。
-q --quiet
安静地执行,仅仅打印错误信息。
-v --verbose
打印更具体的信息。
--tool= [default: memcheck]
最经常使用的选项。执行valgrind中名为toolname的工具。假设省略工具名,默认执行memcheck。
--db-attach= [default: no]
绑定到调试器上,便于调试错误。
我们通过样例看一下它的详细使用。
我们构造一个存在内存泄漏的C程序,例如以下:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int*Test(void)
{
int* x = malloc(10 * sizeof(int));
delete x;// problem 1: heap block overrun, problem 2: memory leak --x not free, only first address
return x;
}
int main(void)
{
int count;
Test();
printf("i =%d/n", count); //problem 3: use uninitialised value.
return 0;
}
$ gcc -Wall -o Test Test.c
$ valgrind --tool=memcheck ./ Test
$valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes ./Test
三、安装
$:sudo apt-get install valgrind