Valgrind简介
Valgrind是一套Linux下,开放源代码(GPLV2)的仿真调试工具的集合。
Valgrind工具女包含多个工具,如Memcheck、Cachegrind、Helgrind、Callgrind、Massif。
Memcheck工具
Memcheck工具是Valgrind中最常用的工具,拿来检查程序中出现的显存问题。它能检查如下问题:
Cachegrind工具
Callgrind搜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,它会把剖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方式。
Helgrind工具
它主要拿来检测多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind找寻显存中被多个线程访问,而又没有一贯加锁的区域linux驱动下载,这种区域常常是线程之间丧失同步的地方,并且会造成无法开掘的错误。Helgrind实现了名为”Eraser”的竞争检查算法,并做了进一步改进,降低了报告错误的次数。
Callgrind工具
它模拟CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存,就能精确地强调程序中cache的遗失和命中。假如须要,它还能否为我们提供cache遗失次数,显存引用次数,以及每行代码,每位函数,每位模块,整个程序形成的指令数。这对优化程序有很大的帮助。
Massif工具
堆栈剖析器,它能检测程序在堆栈中使用了多少显存,告诉我们堆块,堆管理块和栈的大小。
Massif能帮助我们减小显存的使用,在带有虚拟显存的现代系统中,它还能否加速我们程序的运行,降低程序逗留在交换区中的概率。
Valgrind由内核(core)以及基于内核的其他调试工具组成。其基于仿真方法对程序进行调试,它先于应用程序获取实际处理器的控制权linux命令行和shell脚本编程宝典,并在实际处理器的基础上仿真一个虚拟处理器,并使应用程序运行于这个虚拟处理器之上,因而对应用程序的运行进行监视。
应用程序并不晓得该处理器是虚拟的还是实际的,早已编译成二补码代码的应用程序并不用重新进行编译,Valgrind直接解释二补码代码促使应用程序基于它运行,因而才能检测显存操作时可能出现的错误。所以在Valgrind下运行的程序运行速率要慢得多,但是使用的显存要多得多。因而,最好在性能好的机器上使用Valgrind,而且是在开发调试阶段使用。
Valgrind安装
Valgrind的安装方法很简单。我们首先查看一下我们的系统中有没有Valgrind:
其实,我们这儿的系统中没有Valgrind,按提示输入如下命令安装即可:
sudo apt install valgrind
另外,也可以通过下载源码编译、安装。
源码地址:
下载源码的命令:
wget http://valgrind.org/downloads/valgrind-3.14.0.tar.bz2
Valgrind使用
打算一个有显存泄露、内存越界问题的demo进行测试。为了便捷,我们使用官方提供的一个精典的测试demo:
valgrind_test.c:
#include
void f(void)
{
int* x = malloc(10 * sizeof(int));
x[10] = 0; // problem 1: heap block overrun
} // problem 2: memory leak -- x not freed
int main(void)
{
f();
return 0;
}
这份代码存在两个问题:
下边一上去使用valgrind的Memcheck工具来检查这份程序。
首先,我们使用-g编译程序以包含调试信息,便于Memcheck的错误消息包含准确的行号。
gcc -g valgrind_test.c -o valgrind_test
使用valgrind检查valgrind_test程序:
valgrind --leak-check=yes ./valgrind_test
我们可以用--tool参数指明使用的工具,如:
--tool=memcheck
若果不明晰设置--tool参数,则valgrind的测量工具默认使用的是Memcheck工具。--leak-check=yes选项打开详尽的显存泄露检查器。
我们执行检查工具以后的结果如:
==7407== Memcheck, a memory error detector
==7407== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==7407== Using Valgrind-3.13.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==7407== Command: ./valgrind_test
==7407==
==7407== Invalid write of size 4
==7407== at 0x108668: f (valgrind_test.c:6)
==7407== by 0x108679: main (valgrind_test.c:11)
==7407== Address 0x522d068 is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd
==7407== at 0x4C2FB0F: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==7407== by 0x10865B: f (valgrind_test.c:5)
==7407== by 0x108679: main (valgrind_test.c:11)
==7407==
==7407==
==7407== HEAP SUMMARY:
==7407== in use at exit: 40 bytes in 1 blocks
==7407== total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 40 bytes allocated
==7407==
==7407== 40 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==7407== at 0x4C2FB0F: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==7407== by 0x10865B: f (valgrind_test.c:5)
==7407== by 0x108679: main (valgrind_test.c:11)
==7407==
==7407== LEAK SUMMARY:
==7407== definitely lost: 40 bytes in 1 blocks
==7407== indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==7407== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==7407== still reachable: 0 bytes in 0 blocks
==7407== suppressed: 0 bytes in 0 blocks
==7407==
==7407== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==7407== ERROR SUMMARY: 2 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
输出结果包含有好多信息,我们可以很容易查看到了关键的信息:
其中,输出信息告诉我们无效地写入了4个字节,而且提示了可能出现问题的代码行数。堆栈跟踪告诉我们调用了一次malloc申请显存,但并没有free,但是强调了在那里分配了显存。
另外linux 内核调试,这儿的7407表示的是进程ID号。
显存泄露有几种类型,最重要的两类是:
其中,明晰的泄露必需要进行修补。
以上就是关于valgrind最常用的Memcheck工具的简单使用介绍,使用Memcheck工具有时侯我们可以很清楚地测量出程序存在的一些隐患。其它工具今后有用到的话再做分享,你们感兴趣的话可以自行去研究学习。
Valgrind交叉编译
1、下载valgrind源码包:
wget http://valgrind.org/downloads/valgrind-3.14.0.tar.bz2
2、修改valgrind里的configure文件:
把armv7*)改成armv7*|arm)。
3、生成Makefile
./configure --host=arm-linux-gnueabihf CC=/home/LinuxZn/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc CXX=/home/LinuxZn/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-g++ --prefix=$PWD/tmp
这个命令其实很长,但并不难,只是加了几个配置参数。这种配置参数怎样看?
我们可以输入./configure--help命令来查看支持的配置:
下边我们依次来剖析里面那种很长的命令:
这时侯早已生成了Makefile文件:
编译、安装:
make
make install
安装完成后tmp文件夹下的内容为:
这时侯我们就可以把tmp整个文件夹拷到板子上使用了。tmp的大小为一百多兆linux 内核调试,注意查看板子储存空间够不够:
我们可以配置板子上的valgrind环境。倘若仅是临时使用,可以如此用:
tmp/bin/valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes ./valgrind_test
其中,tmp文件夹与与valgrind_test在同一路径。这时侯可能会报如下错误:
“valgrind: failed to start tool ‘memcheck’ for platform ‘arm-linux’: No such file or directory”
这是由于valgrind须要依赖其动态库,而没有找到动态库。由于是临时测试,在valgrind_test路径输入如下命令进行设置:
export VALGRIND_LIB="tmp/lib/valgrind"
这只是在当前开发板终端生效,上次重新步入开发板终端须要重新设置。
参考资料
1、#quick-start.prepare
2、
3、
4、