Программирование для Linux. Профессиональный подход

А.2.3. Поиск потерянных блоков памяти с помощью утилиты mtrace

Утилита mtrace позволяет выявить наиболее распространенную ошибку при работе с динамической памятью: несоответствие числа операций выделения и освобождения памяти. Алгоритм применения утилиты таков.

1. Включите в программу файл <mcheck.h> и разместите в самом начале программы вызов функции mtrace. Эта функция активизирует трассировку операций выделения и освобождения памяти.

2. Задайте имя файла, в котором будет сохраняться трассировочная информация. Это делается следующим образом:

% export MALLOC_TRACE=memory.log

3. Запустите программу. Все операции выделения и освобождения памяти будут зарегистрированы в журнальном файле.

4. Вызовите утилиту mtrace, которая проверит, совпадает ли число выделенных блоков памяти с числом освобожденных блоков.

% mtrace my_program $MALLOC_TRACE

Сообщения, выдаваемые утилитой mtrace, достаточно понятны. Например, в случае программы malloc-use будет получена такая информация:

–  0000000000 Free 3 was never alloc'd malloc-use.с:39

Memory not freed:
– ----------------
Address Size Caller
0x08049d48 0xc at malloc-use.с:30

Эти сообщения говорят о том, что в строке 39 файла malloc-use.c делается попытка освободить память, которая никогда не была выделена, а память, выделенная в строке 30, так и не была освобождена.

Функция malloc заставляет программу фиксировать все операции выделения и освобождения памяти в файле, указанном в переменной среды MALLOC_TRACE. Чтобы данные были записаны в файл, программа должна завершиться нормальным образом. Утилита mtrace анализирует этот файл и находит в нем непарные записи.

А.2.4. Библиотека ccmalloc

Библиотека ccmalloc замещает функции malloc и free кодом трассировки. Если программа завершается успешно, создается отчет о потерянных блоках памяти и прочих ошибках. Библиотеку ccmalloc написал Армин Бир (Armin Biere).

Код библиотеки требуется загрузить и инсталлировать самостоятельно. Дистрибутив можно найти по адресу http://www.inf.ethz.ch/personal/biere/projects/ccmalloc. Распакуйте дистрибутив и запустите сценарий configure. Далее выполните команды make и make install, скопируйте файл ccmalloc.cfg в каталог, из которого будет запускаться проверяемая программа, и переименуйте копию в .ccmalloc.

К объектным файлам программы необходимо подключить библиотеку ccmalloc и библиотеку функций динамической компоновки, Вот как это делается:

% gcc -g -Wall -pedantic malloc-use.o -о ccmalloc-use -lccmalloc -ldl

Запустите программу, чтобы получить отчет. Например, если попросить программу malloc-use выделить память и забыть ее освободить, будут выданы следующие результаты:

% ./ccmalloc-use 12
file-name=a.out does not contain valid symbols
trying to find executable in current directory ...
using symbols from 'ccmalloc-use'
(to speed up this search specify 'file ccmalloc-use'
in the startup file '.ccmalloc')
Please enter a command: a 0 12
Please enter a command: q
.-----------------.
| ccmalloc report |
=====================================================
| total # of | allocated | deallocated | garbage |
+-------------+-----------+-------------+------------+
| bytes | 60 | 48 | 12 |
+-------------+-----------+-------------+------------+
| allocations | 2 | 1 | 1 |
+----------------------------------------------------+
| number of checks: 1 |
| number of counts: 3 |
| retrieving function names for addresses ... done. |
| reading file info from gdb ... done. |
| sorting by number of not reclaimed bytes ... done. |
| number of call chains: 1 |
| number of ignored call chains: 0 |
| number of reported call chains: 1 |
| number of internal call chains: 1 |
| number of library call chains: 0 |
=====================================================
|
*100.0% = 12 Bytes of garbage allocated in 1 allocation
| |
| | 0x400389cb in <???>
| |
| | 0x08045198 in <main>
| | at malloc-use.с:89
| |
| | 0x06048fdc in <allocate>
| | at malloc-use.c:30
| |
| '-----> 0x08049647 in <malloc>
| at src/wrapper.c:284
'------------------------------------------------------

В последних нескольких строках показана цепочка вызовов функций, в которых была выделена, но не освобождена память.

Если необходимо, чтобы библиотека ccmalloc отслеживала операции записи в память вне выделенной области, придется модифицировать файл .ccmalloc. расположенный в текущем каталоге. Этот файл проверяется при запуске программы.

А.2.5. Библиотека Electric Fence

Библиотека Electric Fence, написанная Брюсом Перензом (Bruce Perens), останавливает выполнение программы в той строке, где происходит обращение к памяти за пределами выделенной области. Это единственное средство, позволяющее выявить неправильные операции чтения. Библиотека входит в большинство дистрибутивов Linux, а ее исходные коды можно найти по адресу http://www.perens.com/FreeSoftware.