linux平台软件动态分析工具valgrind系列工具及其可视化
linux平台软件动态分析工具valgrind系列工具
- Memcheck–内存检查工具
- Callgrind–函数调用分析工具
- Cachegrind–缓存命中分析工具
- Helgrind–线程分析工具
- Massif–内存堆栈分析工具
一、Valgrind 概述
Valgrind是一套Linux下，开放源代码（GPL V2）的仿真调试工具的集合。Valgrind由内核（core）以及基于内核的其他调试工具组成。内核类似于一个框架（framework），它模拟了一个CPU环境，并提供服务给其他工具；而其他工具则类似于插件 (plug-in)，利用内核提供的服务完成各种特定的内存调试任务。Valgrind的体系结构如下图所示：
Valgrind包括如下一些工具：
Memcheck。这是valgrind应用最广泛的工具，一个重量级的内存检查器，能够发现开发中绝大多数内存错误使用情况，我们主要使用即此工具，默认选项。此工具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 endof 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 inmemcpy() and related functions)
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。
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。
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。
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。
Extension。可以利用core提供的功能，自己编写特定的内存调试工具。
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