【王者工具-Valgrind】Valgrind_Memcheck工具使用总结（01）

简介

Valgrind是一个工具框架，可以检测许C和C++程序中与内存相关的错误，这些错误很常见，可能会导致程序崩溃和不可预测的行为。该框架由许多工具组成，每个工具执行某种类型的调试、分析等任务。对于Valgrind来说，其内部设计是高度模块化的，所以可以很容易创建出新的工具而不会影响已经存在的工具。

在实际工程项目开发设计的全生命周期中，Valgrind工具会经常使用到。

目前Valgrind发行版主要包括7个产品级别的工具：

• 一个内存错误检测器：Memcheck

• 两个线程错误检测器：DRD和Helgrind

• 一个缓存和分支预测分析器：Cachegrind

• 一个调用图生成缓存和分支预测分析器:Callgrind

• 两个不同的堆分析器:Massif和DHAT

• 还包括一个实验性的SimPoint基本块向量生成器。

Valgrind可以在以下平台上运行：
X86/Linux、AMD64/Linux、ARM/Linux、ARM64/Linux、PPC32/Linux、PPC64/Linux、PPC64LE/Linux、S390X/Linux、MIPS32/Linux、MIPS64/Linux、X86/Solaris、AMD64/Solaris、ARM/Android(2.3。ARM64/Android, X86/Android(4.0及后续版本)，MIPS32/Android, X86/FreeBSD, AMD64/FreeBSD, X86/Darwin和AMD64/Darwin (Mac OS x 10.12)。

---

安装

本文将在ubuntu 18.04版本上安装Valgrind。

从下列地址下载安装包，小生这里选择最新的版本：3.19.0

Valgrind最新发布地址：https://valgrind.org/downloads/current.html

下载完后将获取到一个压缩包：valgrind-3.19.0.tar.bz2

• （1）在ubuntu终端中使用以下命令将压缩包解压缩：

tar -jxvf valgrind-3.19.0.tar.bz2
1

• （2）使用以下命令切换到valgrind路径下：

cd valgrind-3.19.0/
1

• （3）安装automake：

• （4）安装autoconf：

• （5）在valgrind路径下输入以下命令：

./autogen.sh
1

• （6）接着输入以下命令配置valgrind：

./configure
1

配置完成后，会输出平台相关信息：

• （7）在终端输入make -j4执行valgrind脚本构建操作。

• （8）在终端输入sudo make install安装valgrind。

• （9）验证

经过以上步骤后，valgrind就安装成功了，接着我们可以在终端键入：

valgrind --version
1

如果看见输出了对应版本信息，则证明valgrind安装成功，反之则没有安装成功啦！

至此，valgrind就成功安装完成，接下来让我们写个具体示例尝尝鲜…

示例

首先我们设计一个简单的C语言程序：

#include 
#include 

void demo()
{
	printf("valgrind test demo\r");
	int * pint = malloc(5 * sizeof(int));
	pint[5] = 1;
}

int main()
{
	demo();
	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

上述代码是一个在main函数中调用demo函数，完成一个信息的打印操作，然后使用malloc分配内容，然后来了一行错误的代码，接着就完了。就这样一个简单的C语言程序，下面让我们来实际使用Vargrind的Memcheck来进行内存检测和分析。

编译构建该份代码：

gcc -o test valgrand_test.c 
1

使用valgrind的memcheck工具进行内存分析（valgrind默认情况下会使用memcheck工具），在终端键入以下命令：

valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --show-leak-kinds=all ./test
1

输出结果如下：

当valgrind memcheck工具运行完成后，会输出许多信息，我们需要仔细分析这些信息，从中获取到关于我们自己开发的软件中内存相关信息。

在上图中：

• 20223是进程id，该信息一般不重要。

• 有一个Invalid write of size 4信息：

出现这条信息，是由于上述代码中的：pint[5] = 1;这行错误操作导致的。

• 接着显示了heap信息：

上图中显示了应用软件总共使用的heap大小，分配的数量，释放的数量。

• 显示内存泄漏信息：

上图中，检测报告显示出现了一次内存泄漏，泄漏内存的大小为20字节。出现该条信息由以下代码导致：

int * pint = malloc(5 * sizeof(int));
1

上述代码操作将使用malloc分配5*4 = 20字节的heap内存，然而却没有使用free释放，从而导致内存泄漏。从valgrind中检测结果来看，与实际代码的问题相符。

总结

本文描述了一个使用vargrind进行应用程序内存检测的过程，大致如下：

（1）编译构建自己的C/C++应用程序。（需要将应用程序构建成调试版本的，vargrind需要使用到其中的调试信息）

（2）使用vargrind工具检测应用程序。

（3）结束应用程序，生成检测报告。（结束memcheck检查需要发送SIGINT信号，即按下Ctrl + c。不要发送SIGKILL信息结束进程，也不要使用Ctrl + z暂停进程，否则将无法生成相应的检测报告）