内存泄漏检测工作Valgrind简单用法

    Valgrind的主要作者Julian Seward刚获得了今年的Google-O'Reilly开源大奖之一──Best Tool Maker。让我们一起来看一下他的作品。Valgrind是运行在Linux上一套基于仿真技术的程序调试和分析工具，它包含一个内核──一个软件合成的CPU，和一系列的小工具，每个工具都可以完成一项任务──调试，分析，或测试等。Valgrind可以检测内存泄漏和内存违例，还可以分析cache的使用等，灵活轻巧而又强大，能直穿程序错误的心脏，真可谓是程序员的瑞士军刀。 

一. Valgrind概观 

Valgrind 的最新版是 3.2.0 ，它一般包含下列工具： 
1.Memcheck 
最常用的工具，用来检测程序中出现的内存问题，所有对内存的读写都会被检测到，一切对 malloc()/free()/new/delete 的调用都会被捕获。所以，它能检测以下问题： 
1. 对未初始化内存的使用； 
2. 读 / 写释放后的内存块； 
3. 读 / 写超出 malloc 分配的内存块； 
4. 读 / 写不适当的栈中内存块； 
5. 内存泄漏，指向一块内存的指针永远丢失； 
6. 不正确的 malloc/free 或 new/delete 匹配； 
7,memcpy() 相关函数中的 dst 和 src 指针重叠。 
这些问题往往是 C/C++ 程序员最头疼的问题， Memcheck 在这里帮上了大忙。 
2.Callgrind 
和 gprof 类似的分析工具，但它对程序的运行观察更是入微，能给我们提供更多的信息。和 gprof 不同，它不需要在编译源代码时附加特殊选项，但加上调试选项是推荐的。 Callgrind 收集程序运行时的一些数据，建立函数调用关系图，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。 
3.Cachegrind 
Cache 分析器，它模拟 CPU 中的一级缓存 I1 ， Dl 和二级缓存，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。 
4.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。不过， Helgrind 仍然处于实验阶段。 
5. 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。 
此外， lackey 和 nulgrind 也会提供。 Lackey 是小型工具，很少用到； Nulgrind 只是为开发者展示如何创建一个工具。我们就不做介绍了。 

二. 使用Valgrind 

Valgrind 的使用非常简单， valgrind 命令的格式如下： 
valgrind [valgrind-options] your-prog [your-prog options] 
一些常用的选项如下： 
选项 
作用 
-h --help 
显示帮助信息。 
--version 
显示 valgrind 内核的版本，每个工具都有各自的版本。 
-q --quiet 
安静地运行，只打印错误信息。 
-v --verbose 
打印更详细的信息。 
--tool= [default: memcheck] 
最常用的选项。运行 valgrind 中名为 toolname 的工具。如果省略工具名，默认运行 memcheck 。 
--db-attach= [default: no] 
绑定到调试器上，便于调试错误。