Linux下的内存调试工具 ---valgrind

Valgrind 安装

1、 到www.valgrind.org下载最新版valgrind-3.2.3.tar.bz2

2、 解压安装包：tar –jxvf valgrind-3.6.0.tar.bz2

3、 解压后生成目录valgrind-3.6.0

4、 cd valgrind-3.6.0

5、 ./configure

6、 Make;make install

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：

一、Memcheck 工具主要检查下面的程序错误：

使用未初始化的内存

使用已经释放了的内存

使用超过 malloc分配的内存空间

对堆栈的非法访问

申请的空间是否有释放

malloc/free/new/delete申请和释放内存的匹配

src和dst的重叠

#include <stdlib.h>

void func(void)
{
int* x = malloc(10 * sizeof(int));
x[10] = 0;
}

int main()
{
func();
return 0;
}

gcc -Wall test.c -g -o test

valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./test

二、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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void f1() {
int i;
int *p;
for (i = 0; i < 10; i++) {
p = malloc(sizeof(int));
*p = 10;
free(p);
}
}

void f2() {
int i;
int *p;
for (i = 0; i < 20; i++) {
p = malloc(sizeof(int));
*p = 10;
free(p);
}
}

void f3() {
int i;
int *p;
for (i = 0; i < 30; i++) {
p = malloc(sizeof(int));
*p = 10;
free(p);
}
}

int main() {
int i;

for (i = 0; i < 1000000; i++) {
f1();
f2();
f3();
}

return 0;
}

要有耐心，上了callgrind运行的程序会非常的慢。

callgrind_annotate callgrind.out.438

三、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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define SIZE 1000

int main()
{
int array[SIZE][SIZE] = {0};
int i, j;

for ( i=0; i<SIZE; ++i){
for ( j=0; j<SIZE; ++j){
array[i][j] = i + j;
}
}
/*
for (j=0; j<SIZE; ++j){
for( i=0; i<SIZE; ++i){
array[i][j] = i + j;
}
}
*/
return 0;

valgrind –tool=cachegrind ./test1

valgrind
–tool=cachegrind ./test2

四、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。

五、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。