valgrind安装及使用

1. valgrind介绍

Valgrind是运行在Linux上的一套基于仿真技术的程序调试和分析工具，用于构建动态分析工具的装备性框架。它包括一个工具集，每个工具执行某种类型的调试、分析或类似的任务，以帮助完善你的程序。Valgrind的架构是模块化的，所以可以容易的创建新的工具而又不会扰乱现有的结构。

Valgrind包括如下一些工具：
Memcheck。检查程序中的内存问题，如泄漏、越界、非法指针等
Callgrind。它主要用来检查程序中函数调用过程中出现的问题。
Cachegrind。分析CPU的cache命中率、丢失率，用于进行代码优化。
Helgrind。它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。
Massif。它主要用来检查程序中堆栈使用中出现的问题。
Extension。可以利用core提供的功能，自己编写特定的内存调试工具。

2. valgrind安装

wget http://sourceware.org/pub/valgrind/valgrind-3.15.0.tar.bz2
tar -jxvf valgrind-3.15.0.tar.bz2
cd valgrind-3.15.0
./configure
make
make install

查看一下版本看看是否安装好

3. valgrind使用

3.1 memcheck

最常用的工具，用来检测程序中出现的内存问题，所有对内存的读写都会被检测到，一切对malloc、free、new、delete的调用都会被捕获。

用法：

valgrind—tool=memcheck ./程序名

可以检测出的问题：
1、使用未初始化的内存。
2、读/写释放后的内存块；
3、内存读写越界（数组访问越界／访问已经释放的内存),读/写超出malloc分配的内存块；
4、读/写不适当的栈中内存块；
5、内存泄漏，指向一块内存的指针永远丢失；
6、不正确的malloc/free或new/delete匹配（重复释放／使用不匹配的分配和释放函数）；
7、内存覆盖，memcpy()相关函数中的dst和src指针重叠。
详细介绍：

使用valgrind来对内存泄漏进行检测，
valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --show-leak-kinds=all --undef-value-errors=no --log-file=log ./可执行文件名
在log文件最后会有个summary，其中对内存泄露进行了分类，总共有五类：
(1)“definitely lost” 意味着你的程序一定存在内存泄露；
(2)”indirectly lost”意味着你的程序一定存在内存泄露，并且泄露情况和指针结构相关
(3) “possibly lost” 意味着你的程序一定存在内存泄露，除非你是故意进行着不符合常规的操作，例如将指针指向某个已分配内存块的中间位置。
(4) “still reachable” 意味着你的程序可能是没问题的，但确实没有释放掉一些本可以释放的内存。这种情况是很常见的，并且通常基于合理的理由。
(5)”suppressed” 意味着有些泄露信息被压制了。在默认的 suppression 文件中可以看到一些 suppression 相关设置。

其中，如果二叉树的根节点被判定为”definitely lost”，则其所有子节点将被判定为”indirectly lost”，而如果你正确修复了类型为 “definitely lost” 的根节点泄露，那么类型为 “indirectly lost” 的子节点泄露也会随着消失。

对于如上图所示的情况，posslbly lost其实并没有造成内存上的影响，如果想要过滤掉该类报告信息，可以加入--show-possibly-lost=no ，而对于”still reachable” ，同样可以通过--show-reachable=yes来控制是否输出相应的信息。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。