Valgrind manual：
valgrind介绍：
| l Valgrind查找内存泄露利器 Valgrind是一个GPL的软件，用于Linux（For x86, amd64 and ppc32）程序的内存调试和代码剖析。你可以在它的环境中运行你的程序来监视内存的使用情况，比如C 语言中的malloc和free或者 C++中的new和 delete。使用Valgrind的工具包，你可以自动的检测许多内存管理和线程的bug，避免花费太多的时间在bug寻找上，使得你的程序更加稳固。 l Valgrind的主要功能 Valgrind工具包包含多个工具，如Memcheck,Cachegrind,Helgrind, Callgrind，Massif。下面分别介绍个工具的作用：l Memcheck 工具主要检查下面的程序错误： 使用未初始化的内存 (Use of uninitialised memory) 使用已经释放了的内存 (Reading/writing memory after it has been free’d) 使用超过 malloc分配的内存空间(Reading/writing off the end of malloc’d blocks) 对堆栈的非法访问 (Reading/writing inappropriate areas on the stack) 申请的空间是否有释放 (Memory leaks – where pointers to malloc’d blocks are lost forever) malloc/free/new/delete申请和释放内存的匹配(Mismatched use of malloc/new/new [] vs free/delete/delete []) src和dst的重叠(Overlapping src and dst pointers in memcpy() and related functions)l Callgrind Callgrind收集程序运行时的一些数据，函数调用关系等信息，还可以有选择地进行cache模拟。在运行结束时，它会把分析数据写入一个文件。callgrind_annotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。 l Cachegrind 它模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存，能够精确地指出程序中 cache的丢失和命中。如果需要，它还能够为我们提供cache丢失次数，内存引用次数，以及每行代码，每个函数，每个模块，整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。 l 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访问，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，而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为” Eraser” 的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。 l Massif 堆栈分析器，它能测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能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。 |
valgrind下载：
valgrind安装：
1. tar -jxvf valgrind-3.12.0.tar.bz2
2. cd valgrind-3.12.0
3. ./configure
| … config.status: creating config.h config.status: executing depfiles commands
Maximum build arch: amd64 Primary build arch: amd64 Secondary build arch: Build OS: linux Primary build target: AMD64_LINUX Secondary build target: Platform variant: vanilla Primary -DVGPV string: -DVGPV_amd64_linux_vanilla=1 Default supp files: exp-sgcheck.supp xfree-3.supp xfree-4.supp glibc-2.X-drd.supp glibc-2.34567-NPTL-helgrind.supp glibc-2.X.supp |
4. make
5. make install
输入valgrind–h显示valgrind的参数及提示，说明安装成功
Valgrind的使用方法：
| 1.检查内存错误： 例如我们原来有一个程序sec_infod，这是一个用gcc –g参数编译的程序，运行它需要： #./a.out 如果我们想用valgrind的内存检测工具，我们就要用如下方法调用： #valgrind --leak-check=full --show-reachable=yes --trace-children= yes ./a.out (2>logfile加上会好些，程序在执行期间stderr会有一些输出。提示比较多)其中--leak-check=full指的是完全检查内存泄漏，--show-reachable=yes是显示内存泄漏的地点，--trace-children=yes是跟入子进程。 如果您的程序是会正常退出的程序，那么当程序退出的时候valgrind自然会输出内存泄漏的信息。如果您的程序是个守护进程，那么也不要紧，我们 只要在别的终端下杀死memcheck进程（因为valgrind默认使用memcheck工具，就是默认参数—tools=memcheck）： #killall memcheck 这样我们的程序（./a.out）就被kill了2,检查代码覆盖和性能瓶颈： 我们调用valgrind的工具执行程序： #valgrind --tool=callgrind ./sec_infod会在当前路径下生成callgrind.out.pid（当前生产的是callgrind.out.19689），如果我们想结束程序，可以： #killall callgrind 然后我们看一下结果： #callgrind_annotate --auto=yes callgrind.out.19689 >log #vim log |
参数解释：
| 名字： valgrind是一个调试和剖析的程序工具集。概要用法： valgrind [[valgrind] [options]] [your-program] [[your-program-options]]概述： Valgrind是一个Linux下灵活的调试和剖析可执行工具。它由在软件层提供综合的 CPU内核,和一系列调试、剖析的工具组成。架构是模块化的，所以可以在不破坏现 有的结构的基础上很容易的创建出新的工具来。 这本手册包括了基本的用法和选项。更多帮助理解的信息，请查看您系统的HTML 文档： /usr/share/doc/valgrind/html/index.html 或者在线文档： .用法： 一般像下面这样调用Valgrind: valgrind program args这样将在Valgrind使用Memcheck运行程序program(带有参数args)。内存检查 执行一系列的内存检查功能，包括检测访问未初始化的内存，已经分配内存的错误 使用(两次释放，释放后再访问，等等)并检查内存泄漏。可用--tool指定使用其它工具： valgrind --tool=toolname program args可使用的工具如下： o cachegrind是一个缓冲模拟器。它可以用来标出你的程序每一行执行的指令 数和导致的缓冲不命中数。o callgrind在cachegrind基础上添加调用追踪。它可以用来得到调用的次数 以及每次函数调用的开销。作为对cachegrind的补充，callgrind可以分别 标注各个线程，以及程序反汇编输出的每条指令的执行次数以及缓存未命中 数。o helgrind能够发现程序中潜在的条件竞争。 o lackey是一个示例程序，以其为模版可以创建你自己的工具。在程序结束后， 它打印出一些基本的关于程序执行统计数据。o massif是一个堆剖析器，它测量你的程序使用了多少堆内存。 o memcheck是一个细粒度的的内存检查器。 o none没有任何功能。它它一般用于Valgrind的调试和基准测试。 基本选项： 这些选项对所有工具都有效。-h --help 显示所有选项的帮助，包括内核和选定的工具两者。--help-debug 和--help相同，并且还能显示通常只有Valgrind的开发人员使用的调试 选项。--version 显示Valgrind内核的版本号。工具可以有他们自已的版本号。这是一种 保证工具只在它们可以运行的内核上工作的一种设置。这样可以减少在 工具和内核之间版本兼容性导致奇怪问题的概率。-q --quiet 安静的运行，只打印错误信息。在进行回归测试或者有其它的自动化测 试机制时会非常有用。-v --verbose 显示详细信息。在各个方面显示你的程序的额外信息，例如：共享对象 加载，使用的重置，执行引擎和工具的进程，异常行为的警告信息。重 复这个标记可以增加详细的级别。-d 调试Valgrind自身发出的信息。通常只有Valgrind开发人员对此感兴趣。 重复这个标记可以产生更详细的输出。如果你希望发送一个bug报告，通 过-v -v -d -d生成的输出会使你的报告更加有效。--tool= [default: memcheck] 运行toolname指定的Valgrind，例如，Memcheck, Addrcheck, Cachegrind, 等等。--trace-children= [default: no] 当这个选项打开时，Valgrind会跟踪到子进程中。这经常会导致困惑，而 且通常不是你所期望的，所以默认这个选项是关闭的。--track-fds= [default: no] 当这个选项打开时，Valgrind会在退出时打印一个打开文件描述符的列表。 每个文件描述符都会打印出一个文件是在哪里打开的栈回溯，和任何与此 文件描述符相关的详细信息比如文件名或socket信息。 --time-stamp= [default: no] 当这个选项打开时，每条信息之前都有一个从程序开始消逝的时间，用天， 小时，分钟，秒和毫秒表示。--log-fd= [default: 2, stderr] 指定Valgrind把它所有的消息都输出到一个指定的文件描述符中去。默认值 2, 是标准错误输出(stderr)。注意这可能会干扰到客户端自身对stderr 的使用, Valgrind的输出与客户程序的输出将穿插在一起输出到stderr。--log-file= 指定Valgrind把它所有的信息输出到指定的文件中。实际上，被创建文件的 文件名是由filename、'.'和进程号连接起来的（即.）， 从而每个进程创建不同的文件。--log-file-exactly= 类似于--log-file，但是后缀".pid"不会被添加。如果设置了这个选项， 使用Valgrind跟踪多个进程，可能会得到一个乱七八糟的文件。--log-file-qualifier= 当和--log-file一起使用时，日志文件名将通过环境变量$VAR来筛选。这 对于MPI程序是有益的。更多的细节，查看手册2.3节 "注解"。--log-socket= 指定Valgrind输出所有的消息到指定的IP，指定的端口。当使用1500端口 时，端口有可能被忽略。如果不能建立一个到指定端口的连接，Valgrind 将输出写到标准错误(stderr)。这个选项经常和一个Valgrind监听程序一 起使用。更多的细节，查看手册2.3节 "注解"。 错误相关选项： 这些选项适用于所有产生错误的工具，比如Memcheck, 但是Cachegrind不行。--xml= [default: no] 当这个选项打开时，输出将是XML格式。这是为了使用Valgrind的输出做为 输入的工具，例如GUI前端更加容易些。目前这个选项只在Memcheck时生效。--xml-user-comment= 在XML开头 附加用户注释，仅在指定了--xml=yes时生效，否则忽略。--demangle= [default: yes] 打开/关闭C++的名字自动解码。默认打开。当打开时，Valgrind将尝试着把 编码过的C++名字自动转回初始状态。这个解码器可以处理g++版本为2.X, 3.X或4.X生成的符号。一个关于名字编码解码重要的事实是，禁止文件中的解码函数名仍然使用 他们未解码的形式。Valgrind在搜寻可用的禁止条目时不对函数名解码， 因为这将使禁止文件内容依赖于Valgrind的名字解码机制状态， 会使速度 变慢，且无意义。--num-callers= [default: 12] 默认情况下，Valgrind显示12层函数调用的函数名有助于确定程序的位置。 可以通过这个选项来改变这个数字。这样有助在嵌套调用的层次很深时确定 程序的位置。注意错误信息通常只回溯到最顶上的4个函数。(当前函数，和 它的3个调用者的位置)。所以这并不影响报告的错误总数。这个值的最大值是50。注意高的设置会使Valgrind运行得慢，并且使用更多 的内存,但是在嵌套调用层次比较高的程序中非常实用。--error-limit= [default: yes] 当这个选项打开时，在总量达到10,000,000，或者1,000个不同的错误， Valgrind停止报告错误。这是为了避免错误跟踪机制在错误很多的程序 下变成一个巨大的性能负担。--error-exitcode= [default: 0] 指定如果Valgrind在运行过程中报告任何错误时的退出返回值，有两种情 况；当设置为默认值(零)时，Valgrind返回的值将是它模拟运行的程序的 返回值。当设置为非零值时，如果Valgrind发现任何错误时则返回这个值。 在Valgrind做为一个测试工具套件的部分使用时这将非常有用，因为使测 试工具套件只检查Valgrind返回值就可以知道哪些测试用例Valgrind报告 了错误。--show-below-main= [default: no] 默认地，错误时的栈回溯不显示main()之下的任何函数(或者类似的函数像 glibc的__libc_start_main()，如果main()没有出现在栈回溯中)；这些大 部分都是令人厌倦的C库函数。如果打开这个选项，在main()之下的函数也 将会显示。--suppressions= [default: $PREFIX/lib/valgrind/default.supp] 指定一个额外的文件读取不需要理会的错误；你可以根据需要使用任意多 的额外文件。--gen-suppressions= [default: no] 当设置为yes时，Valgrind将会在每个错误显示之后自动暂停并且打印下 面这一行： ---- Print suppression ? --- [Return/N/n/Y/y/C/c] ---- 这个提示的行为和--db-attach选项(见下面)相同。如果选择是，Valgrind会打印出一个错误的禁止条目，你可以把它剪切然后 粘帖到一个文件，如果不希望在将来再看到这个错误信息。当设置为all时，Valgrind会对每一个错误打印一条禁止条目，而不向用户 询问。这个选项对C++程序非常有用，它打印出编译器调整过的名字。 注意打印出来的禁止条目是尽可能的特定的。如果需要把类似的条目归纳 起来，比如在函数名中添加通配符。并且，有些时候两个不同的错误也会 产生同样的禁止条目，这时Valgrind就会输出禁止条目不止一次，但是在 禁止条目的文件中只需要一份拷贝(但是如果多于一份也不会引起什么问 题)。并且，禁止条目的名字像<在这儿输入一个禁止条目的名字>;名字并 不是很重要，它只是和-v选项一起使用打印出所有使用的禁止条目记录。--db-attach= [default: no] 当这个选项打开时，Valgrind将会在每次打印错误时暂停并打出如下 一行：---- Attach to debugger ? --- [Return/N/n/Y/y/C/c] ---- 按下回车,或者N、回车，n、回车，Valgrind不会对这个错误启动调试器。 按下Y、回车，或者y、回车，Valgrind会启动调试器并设定在程序运行的 这个点。当调试结束时，退出，程序会继续运行。在调试器内部尝试继续 运行程序，将不会生效。按下C、回车，或者c、回车，Valgrind不会启动一个调试器，并且不会再 次询问。注意：--db-attach=yes与--trace-children=yes有冲突。你不能同时使用 它们。Valgrind在这种情况下不能启动。2002.05:这是一个历史的遗留物，如果这个问题影响到你，请发送邮件并 投诉这个问题。2002.11:如果你发送输出到日志文件或者到网络端口，我猜这不会让你有 任何感觉。不须理会。--db-command= [default: gdb -nw %f %p] 通过--db-attach指定如何使用调试器。默认的调试器是gdb.默认的选项 是一个运行时扩展Valgrind的模板。 %f会用可执行文件的文件名替换， %p会被可执行文件的进程ID替换。这指定了Valgrind将怎样调用调试器。默认选项不会因为在构造时是否检 测到了GDB而改变,通常是/usr/bin/gdb.使用这个命令，你可以指定一些 调用其它的调试器来替换。给出的这个命令字串可以包括一个或多个%p %f扩展。每一个%p实例都被 解释成将调试的进程的PID，每一个%f实例都被解释成要调试的进程的可 执行文件路径。--input-fd= [default: 0, stdin] 使用--db-attach=yes和--gen-suppressions=yes选项，在发现错误时， Valgrind会停下来去读取键盘输入。默认地，从标准输入读取，所以关闭 了标准输入的程序会有问题。这个选项允许你指定一个文件描述符来替代 标准输入读取。--max-stackframe= [default: 2000000] 栈的最大值。如果栈指针的偏移超过这个数量，Valgrind则会认为程序是 切换到了另外一个栈执行。如果在程序中有大量的栈分配的数组，你可能需要使用这个选项。 valgrind保持对程序栈指针的追踪。如果栈指针的偏移超过了这个数量， Valgrind假定你的程序切换到了另外一个栈，并且Memcheck行为与栈指 针的偏移没有超出这个数量将会不同。通常这种机制运转得很好。然而， 如果你的程序在栈上申请了大的结构，这种机制将会表现得愚蠢，并且 Memcheck将会报告大量的非法栈内存访问。这个选项允许把这个阀值设置 为其它值。应该只在Valgrind的调试输出中显示需要这么做时才使用这个选项。在这 种情况下，它会告诉你应该指定的新的阀值。普遍地，在栈中分配大块的内存是一个坏的主意。因为这很容易用光你的 栈空间，尤其是在内存受限的系统或者支持大量小堆栈的线程的系统上， 因为Memcheck执行的错误检查，对于堆上的数据比对栈上的数据要高效 很多。如果你使用这个选项，你可能希望考虑重写代码在堆上分配内存 而不是在栈上分配。 |
工作原理简介：
| valgrind被设计成非侵入式的，它直接于可执行文件上，因此在检查前不需要重新编译、连接和修改你的程序。要检查一个程序很简单，只需要执行下面的命令就可以了
valgrind --tool=tool_name program_name
比如我们要对ls -l命令做内存检查，只需要执行下面的命令就可以了
valgrind --tool=memcheck ls -l
不管是使用哪个工具，valgrind在开始之前总会先取得对你的程序的控制权，从可执行关联库里读取调试信息。然后在valgrind核心提供的 虚拟CPU上运行程序，valgrind会根据选择的工具来处理代码，该工具会向代码中加入检测代码，并把这些代码作为最终代码返回给valgrind核 心，最后valgrind核心运行这些代码。
不同工具间加入的代码变化非常的大。在每个作用域的末尾，memcheck加入代码检查每一片内存的访问和进行值计算，代码大小至少增加12倍，运行速度要比平时慢25到50倍。
valgrind模拟程序中的每一条指令执行，因此，检查工具和剖析工具不仅仅是对你的应用程序，还有对共享库，GNU C库，X的客户端库都起作用。
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一些打印信息的解释：
分析输出的调试信息 ==3908== Memcheck, a memory error detector. ==3908== Copyright (C) 2002-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==3908== Using LibVEX rev 1732, a library for dynamic binary translation. ==3908== Copyright (C) 2004-2007, and GNU GPL'd, by OpenWorks LLP. ==3908== Using valgrind-3.2.3, a dynamic binary instrumentation framework. ==3908== Copyright (C) 2000-2007, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al. ==3908== For more details, rerun with: -v ==3908== --3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50 --3908-- DWARF2 CFI reader: unhandled CFI instruction 0:50 /*数组越界错误*/ ==3908== Invalid write of size 4 ==3908== at 0x8048384: f (test.c:6) ==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11) ==3908== Address 0x400C050 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd ==3908== at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149) ==3908== by 0x8048377: f (test.c:5) ==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11) ==3908== ==3908== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 14 from 1) ==3908== malloc/free: in use at exit: 40 bytes in 1 blocks. ==3908== malloc/free: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated. ==3908== For counts of detected errors, rerun with: -v ==3908== searching for pointers to 1 not-freed blocks. ==3908== checked 59,124 bytes. ==3908== ==3908== /*有内存空间没有释放*/ ==3908== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1 ==3908== at 0x40046F2: malloc (vg_replace_malloc.c:149) ==3908== by 0x8048377: f (test.c:5) ==3908== by 0x80483AC: main (test.c:11) ==3908== ==3908== LEAK SUMMARY: ==3908== definitely lost: 40 bytes in 1 blocks. ==3908== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks. ==3908== still reachable: 0 bytes in 0 blocks. ==3908== suppressed: 0 bytes in 0 blocks
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