. Ожидается, что она указывает на записываемый файл (существующий или нет). Библиотека открывает файл и начинает записывать сведения о выделениях и освобождениях памяти (Если файл не может быть открыт, запись не производится. Файл урезается каждый раз при запуске программы.) Когда вызывается
muntrace
, библиотека закрывает файл и больше не регистрирует выделения и освобождения.
Использование отдельных функций дает возможность проводить трассировку памяти для определенных частей программы; необязательно отслеживать все. (Мы нашли наиболее полезным включить журналирование
в начале программы и все, но эта схема предоставляет гибкость, которую хорошо иметь.)
Когда приложение завершается, вы используете программу
mtrace
для анализа файла журнала. (Файл журнала в формате ASCII, но информацию нельзя использовать непосредственно.) Например,
0x08085858 0x20 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/main.c:1102
0x08085880 0xc80 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.c:398
0x08086508 0x2 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.c:337
0x08086518 0x6 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.c:337
0x08086528 0x10 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/eval.c:2082
0x08086550 0x3 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.с:337
0x08086560 0x3 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.c:337
0x080865e0 0x4 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/field.c:76
0x08086670 0x78 at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/awkgram.y:1369
0x08086700 0xe at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/node.c:337
0x08086718 0x1f at /home/arnold/Gnu/gawk/gawk-3.1.3/awkgram.y:1259
Вывод представляет собой список мест, в которых
gawk
выделяет память, которая в дальнейшем не освобождается. Обратите внимание, что постоянное подвешивание к динамической памяти является замечательным, если это сделано намеренно. Все показанные здесь случаи являются выделениями такого рода.
15.5.2.2. Electric Fence
В разделе 3.1 «Адресное пространство Linux/Unix» мы описали, как динамическая память выделяется из кучи, которая может расти и сокращаться (с помощью вызовов
brk
или
sbrk
, описанных в разделе 3.2.3 «Системные вызовы:
brk
и
sbrk
»).
Ну, картина, которую мы там представили, является упрощением действительности. Более развитые системные вызовы (не рассматриваемые в данной книге) позволяют добавлять в адресное пространство процесса дополнительные, необязательно смежные сегменты памяти. Многие отладчики
malloc
работают с использованием этих системных вызовов для добавления новых областей адресного пространства при каждом выделении. Преимуществом этой схемы является то, что операционная система и аппаратное обеспечение защиты памяти компьютера взаимодействуют для обеспечения недействительности доступа к памяти за пределами этих изолированных сегментов, генерируя сигнал
SIGSEGV
. Эта схема изображена на
рис. 15.1.
Рис. 15.1. Адресное пространство Linux/Unix, включая специальные области
Первым пакетом отладки, реализовавшим эту схему, был Electric Fence. Electric Fence является вставляемым заместителем для
malloc
и др. Он работает на многих системах Unix и GNU/Linux; он доступен с FTP архива его авторов. [178] Он поставляется также со многими дистрибутивами GNU/Linux, хотя, возможно, вам придется выбрать ею явным образом при установке системы.
178
ftp://ftp.perens.com/pub/ElectricFence
— Примеч. автора.
После компоновки программы с Electric Fence любой доступ за пределами выделенной памяти генерирует
SIGSEGV
. Electric Fence также перехватывает попытки использования уже освобожденной памяти. Вот простая программа, которая иллюстрирует обе проблемы.
1 /* ch15-badmem1.с --- плохо обращается с памятью */
2
3 #include <stdio.h>
4 #include <stdlib.h>
5
6 int main(int argc, char **argv)
7 {
8 char *p;
9 int i;
10
11 p = malloc(30);
12
13 strcpy(p, "not 30 bytes");
14 printf("p = <%s>\n", p);
15
16 if (argc ==2) {
17 if (strcmp(argv[1], "-b") == 0)
18 p[42] = 'a'; /* коснуться за пределами границы */
19 else if (strcmp(argv[1], "-f") == 0) {
20 free(p); /* освободить память, затем использовать ее */
21 p[0] = 'b';
22 }
23 }
24
25 /* освобождение (p); */
26
27 return 0;
28 }
Эта программа осуществляет простую проверку опций командной строки, чтобы решить, как вести себя плохо:
– b
вызывает доступ к памяти за ее выделенными страницами, а
– f
пытается использовать освобожденную память. (Строки 18 и 21 являются соответственно опасными.) Обратите внимание, что без опций указатель никогда не освобождается (строка 25), Electric Fence не перехватывает этот случай.
Одним из способов использования Electric Fence, способом, который гарантированно работает на различных системах Unix и GNU/Linux, является статическая компоновка с ним вашей программы. Затем программа должна быть запущена из отладчика. (Документация Electric Fence явно указывает, что Electric Fence не следует компоновать с двоичным файлом готового изделия.) Следующий сеанс демонстрирует эту процедуру и показывает, что происходит для обеих опций командной строки: