strace，tcmalloc，asan， valgrind使用

1、strace使用

1.1、编译strace

strace开源库
解压strace-4.21.tar.xz
编译./configure --host=arm-ca9-linux-gnueabihf --prefix=~/out
报错的话：Cannot enable m32 personality support
带编译参数–enable-mpers=no
make&&make install

1.2、参数

-c 统计每一系统调用的所执行的时间,次数和出错的次数等.
-d 输出strace关于标准错误的调试信息.
-f 跟踪由fork调用所产生的子进程.
-ff 如果提供-o filename,则所有进程的跟踪结果输出到相应的filename.pid中,pid是各进程的进程号.
-F 尝试跟踪vfork调用.在-f时,vfork不被跟踪.
-h 输出简要的帮助信息.
-i 输出系统调用的入口指针.
-q 禁止输出关于脱离的消息.
-r 打印出相对时间关于,每一个系统调用.
-t 在输出中的每一行前加上时间信息.
-tt 在输出中的每一行前加上时间信息,微秒级.
-ttt 微秒级输出,以秒了表示时间.
-T 显示每一调用所耗的时间.
-v 输出所有的系统调用.一些调用关于环境变量,状态,输入输出等调用由于使用频繁,默认不输出.
-V 输出strace的版本信息.
-x 以十六进制形式输出非标准字符串
-xx 所有字符串以十六进制形式输出.
-a column
设置返回值的输出位置.默认 为40.
-e expr
指定一个表达式,用来控制如何跟踪.格式如下:
[qualifier=][!]value1[,value2]…
qualifier只能是 trace,abbrev,verbose,raw,signal,read,write其中之一.value是用来限定的符号或数字.默认的 qualifier是 trace.感叹号是否定符号.例如:
-eopen等价于 -e trace=open,表示只跟踪open调用.而-etrace!=open表示跟踪除了open以外的其他调用.有两个特殊的符号 all 和 none.
注意有些shell使用!来执行历史记录里的命令,所以要使用\.
-e trace=set
只跟踪指定的系统 调用.例如:-e trace=open,close,rean,write表示只跟踪这四个系统调用.默认的为set=all.
-e trace=file
只跟踪有关文件操作的系统调用.
-e trace=process
只跟踪有关进程控制的系统调用.
-e trace=network
跟踪与网络有关的所有系统调用.
-e strace=signal
跟踪所有与系统信号有关的 系统调用
-e trace=ipc
跟踪所有与进程通讯有关的系统调用
-e abbrev=set
设定 strace输出的系统调用的结果集.-v 等与 abbrev=none.默认为abbrev=all.
-e raw=set
将指 定的系统调用的参数以十六进制显示.
-e signal=set
指定跟踪的系统信号.默认为all.如 signal=!SIGIO(或者signal=!io),表示不跟踪SIGIO信号.
-e read=set
输出从指定文件中读出 的数据.例如:
-e read=3,5
-e write=set
输出写入到指定文件中的数据.
-o filename
将strace的输出写入文件filename
-p pid
跟踪指定的进程pid.
-s strsize
指定输出的字符串的最大长度.默认为32.文件名一直全部输出.
-u username
以username 的UID和GID执行被跟踪的命令

1.3使用

./strace -p $(pidof process) -T -e trace=!futex,sigreturn -e signal=!SIGIO
$(pidof process)默认值跟踪主进程的系统调用，可以strace -p 线程pid
也可以strace -fp 进程pid （跟踪所有线程）

2、tcmalloc

2.1、编译

gperf开源库
解压gperftools-2.10.tar.gz
编译./configure --host=arm-ca9-linux-gnueabihf --prefix=~/out
make&&make install

2.2、使用

1 、开发板上 拷贝库文件，导环境变量
cp libtcmalloc.so /debug
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/debug,
2 执行程序，生成文件到挂载目录
LD_PRELOAD=libtcmalloc.so HEAPCHECK=strict HEAPPROFILE=/mnt/process HEAP_PROFILE_ALLOCATION_INTERVAL=10000000 ./Process &（开发板上执行）
执行过程中可能需要kill iptable进程,不然venus无法往下执行
3 ./pprof-symbolize --pdf Process_gdb process.0080.heap > 80.pdf（虚拟机上执行）
Process_gdb为带gdb的程序
缺点：不统计0.7M以下的内存

3 、asan

编译程序或库的时候带下列参数，asan库为编译器自带，编译程序链接上就行
LDFLAGS += -g -lasan
CFLAGS += -fsanitize=address
编译完的程序不要strip
拷贝libasan.so,到开发板，导一下环境变量
非法访问或者越界的时候会打印对应位置
缺点：需要程序正常退出才行，所有库编译带-g -lasan跑程序占用内存较多

帮助

-rpath=/mnt/nfs06 指定运行时库路径asan
-rpath-link=/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/aarch64-linux-gnu/lib64 指定编译时链接库路径asan
–sysroot=/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/target 指定编译链接库根目录（所有库）
-fsanitize=address 开起asan能力，gcc 4.8版本开启支持
-fsanitize-recover=address asan检查到错误后，不core继续运行，需要配合环境变量ASAN_OPTIONS=halt_on_error=0 report_path=xxx使用。gcc 6版本开始支持。
halt_on_error=0：检测内存错误后继续运行
detect_leaks=1:使能内存泄露检测
malloc_context_size=15：内存错误发生时，显示的调用栈层数为15
log_path=/home/xos/asan.log:内存检查问题日志存放文件路径
suppressions=$SUPP_FILE:屏蔽打印某些内存错误
除了上述常用选项，以下还有一些选项可根据实际需要添加：
detect_stack_use_after_return=1：检查访问指向已被释放的栈空间
handle_segv=1：处理段错误；也可以添加handle_sigill=1处理SIGILL信号
quarantine_size=4194304:内存cache可缓存free内存大小4M
我这里使用的是

#export ASAN_OPTIONS=halt_on_error=0:detect_leaks=1:malloc_context_size=15:log_path=./asan.log(开发板上执行)

#asan使用注意事项
#1、在不设置halt_on_error=0的时候，一般主程序的内存溢出会直接报错打印错误信息，但是库里面的不会直接报错，会继续运行，直到程序coredump,如主进程定义int a[2];,a[2]=100;程序会直接报错，停止运行，假如这段代码在库中，只要不coredump就会继续运行，直到coredump才会打印
#2、编译库的时候带上-g，不然没具体行号
#3、gcc编译的时候记得带上-Wl,-rpath=/mnt/nfs06,-rpath-link=/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/aarch64-linux-gnu/lib64，不然报以下错误,
#用g++编译的时候不用带，不会报错
#/*****报错信息/
#/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/bin/…/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/10.3.0/…/…/…/…/aarch64-linux-gnu/bin/ld: warning: libstdc++.so.6, needed by /opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/bin/…/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/10.3.0/…/…/…/…/aarch64-linux-gnu/lib/…/lib64/libasan.so, not found (try using -rpath or -rpath-link)
#/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/bin/…/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/10.3.0/…/…/…/…/aarch64-linux-gnu/bin/ld: /opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/bin/…/lib/gcc/aarch64-linux-gnu/10.3.0/…/…/…/…/aarch64-linux-gnu/lib/…/lib64/libasan.so: undefined reference to __cxa_guard_release@CXXABI_1.3' #/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/bin/../lib/gcc/aarch64-linux-gnu/10.3.0/../../../../aarch64-linux-gnu/bin/ld: /opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/bin/../lib/gcc/aarch64-linux-gnu/10.3.0/../../../../aarch64-linux-gnu/lib/../lib64/libasan.so: undefined reference to __cxa_guard_acquire@CXXABI_1.3’

${CPP} main.c --sysroot=/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/target -fsanitize=address -fsanitize-recover=address -L. -ldebug -lpthread -lasan -Wl,-rpath=/mnt/nfs06,-rpath-link=/opt/linux/x86-arm/aarch64-v01c01-linux-gnu-gcc/aarch64-linux-gnu/lib64 -g -o main

${CPP} main.c -L. -ldebug -lpthread -lasan -fsanitize=address -fsanitize-recover=address -g -o main

4、Valgrind

开源库自取

4.1、编译

解压缩tar -jxf valgrind-3.24.0.tar.bz2
./autogen.sh
./configure --host=arm-ca9-linux-gnueabihf --prefix=/work/free_lib/valgrind/out
报错
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S: Assembler messages:
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:155: Error: bad expression – mov r4,#:lower16:vgPlain_stats__n_xIndirs_32' m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:156: Error: bad expression -- mov r4,#:upper16:vgPlain_stats__n_xIndirs_32’
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:173: Error: selected processor does not support ubfx r6,r6,#0,#13' in ARM mode m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:176: Error: bad expression -- mov r4,#:lower16:vgPlain_tt_fast’
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:177: Error: bad expression – mov r4,#:upper16:vgPlain_tt_fast' m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:204: Error: bad expression -- mov r4,#:lower16:vgPlain_stats__n_xIndir_hits1_32’
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:205: Error: bad expression – mov r4,#:upper16:vgPlain_stats__n_xIndir_hits1_32' m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:226: Error: bad expression -- mov r4,#:lower16:vgPlain_stats__n_xIndir_hits2_32’
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:227: Error: bad expression – mov r4,#:upper16:vgPlain_stats__n_xIndir_hits2_32' m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:248: Error: bad expression -- mov r4,#:lower16:vgPlain_stats__n_xIndir_hits3_32’
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:249: Error: bad expression – mov r4,#:upper16:vgPlain_stats__n_xIndir_hits3_32' m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:258: Error: bad expression -- mov r4,#:lower16:vgPlain_stats__n_xIndir_misses_32’
m_dispatch/dispatch-arm-linux.S:259: Error: bad expression – `mov r4,#:upper16:vgPlain_stats__n_xIndir_misses_32’
修改configure文件
armv7*)改成 armv7*|arm)
make&&make install

4.2、执行

去开发板执行
valgrind: failed to start tool ‘memcheck’ for platform ‘arm-linux’: No such file or directory该错误需要导环境变量
导环境变量
export VALGRIND_LIB=/mnt/libexec/valgrind （libexec为编译出来的库文件）
./valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --log-file=./log.txt --show-reachable=yes ./process

使用时出现 ld-linux-armhf.so.3 的错误，原因是目标板上的 ld-2.29.so（ld-linux-armhf.so.3是 ld-2.29.so 的软链接）是被 stripped 后的，需要用没被strip的库
编译的时候带-g 会有具体行号打印，
742 HEAP SUMMARY:
742 in use at exit: 34 bytes in 2 blocks
742 total heap usage: 2 allocs, 0 frees, 34 bytes allocated
742
742 17 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 2
742 at 0x4849204: malloc (vg_replace_malloc.c:446)
742 by 0x10433: main (1.c:11)//这里有一个malloc了17个字节，没free
742
742 17 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 2 of 2
742 at 0x4849204: malloc (vg_replace_malloc.c:446)
742 by 0x10447: main (1.c:12)//这里malloc了17个字节，没free
742
742 LEAK SUMMARY:
742 definitely lost: 34 bytes in 2 blocks这里统计到泄漏34字节
742 indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
742 possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
742 still reachable: 0 bytes in 0 blocks
742 suppressed: 0 bytes in 0 blocks

definitely :确认丢失。程序中存在内存泄露，应尽快修复。
indirectly:间接丢失。当使用了含有指针成员的类或结构时可能会报这个错误
possibly:可能丢失。大多数情况下应视为与"definitely lost"一样需要尽快修复,
stil reachable:可以访问，未丢失但也未释放，如果程序是正常结束的，那么它可能不会造成程序崩溃，但长时间运行有可能耗尽系统资源
suppressed:已被解决。出现了内存泄露但系统自动处理了。可以无视这类错误。

缺点：跑带gdb的程序占用内存过多