memwatch的使用

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linux下的測试工具真是少之又少，还不好用，近期试用了memwatch，感觉网上的介绍不太好，所以放在这里跟大家分享。事实上大部分都是看的帮助，非常多地方翻译得不好还有错，请原谅指出最好看原文。假设转载或引用，请注明我的博客地址，谢谢。

1介绍

MemWatch由 Johan Lindh 编写，是一个开放源码 C 语言内存错误检測工具。MemWatch支持 ANSI C，它提供结果日志纪录，能检測双重释放（double-free）、错误释放（erroneous free）、内存泄漏（unfreed memory）、溢出(Overflow)、下溢(Underflow)等等。

1.1 MemWatch的内存处理

MemWatch将全部分配的内存用0xFE填充，所以，假设你看到错误的数据是用0xFE填充的，那就是你没有初始化数据。例外是calloc()，它会直接把分配的内存用0填充。

MemWatch将全部已释放的内存用0xFD填充(zapped with 0xFD).假设你发现你使用的数据是用0xFD填充的，那你就使用的是已释放的内存。在这样的情况，注意MemWatch会马上把一个"释放了的块信息"填在释放了的数据前。这个块包含关于内存在哪儿释放的信息，以可读的文本形式存放，格式为"FBI<counter>filename(line)"。如:"FBI<267>test.c(12)".使用FBI会减少free()的速度，所以默认是关闭的。使用mwFreeBufferInfo(1)开启。

为了帮助跟踪野指针的写情况，MemWatch能提供no-mans-land（NML）内存填充。no-mans-land将使用0xFC填充.当no-mans-land开启时，MemWatch转变释放的内存为NML填充状态。

1.2初始化和结束处理

一般来说，在程序中使用MemWatch的功能，须要手动加入mwInit()进行初始化，并用相应的mwTerm ()进行结束处理。

当然，假设没有手动调用mwInit()，MemWatch能自己主动初始化.假设是这样的情形，memwatch会使用atext()注冊mwTerm()用于atexit-queue.对于使用自己主动初始化技术有一个告诫;假设你手动调用atexit()以进行清理工作，memwatch可能在你的程序结束前就终止。为了安全起见，请显式使用mwInit()和mwTerm().

涉及的函数主要有：

mwInit() mwTerm() mwAbort()

1.3 MemWatch的I/O操作

对于一般的操作，MemWatch创建memwatch.log文件。有时，该文件不能被创建;MemWatch会试图创建memwatNN.log文件，NN在01~99之间。

假设你不能使用日志，或者不想使用，也没有问题。仅仅要使用类型为"void func(int c)"的參数调用mwSetOutFunc()，然后全部的输出都会按字节定向到该函数.

当ASSERT或者VERIFY失败时，MemWatch也有Abort/Retry/Ignore处理机制。默认的处理机制没有I/O操作，可是会自己主动中断程序。你能够使用不论什么其它Abort/Retry/Ignore的处理机制,仅仅要以參数"void func(int c)"调用mwSetAriFunc()。后面在1.2使用一节会具体解说。

涉及的函数主要有：

mwTrace() mwPuts() mwSetOutFunc() mwSetAriFunc()

mwSetAriAction() mwAriHandler() mwBreakOut()

1.4 MemWatch对C++的支持

能够将MemWatch用于C++,可是不推荐这么做。请具体阅读memwatch.h中关于对C++的支持。

2使用

2.1为自己的程序提供MemWatch功能

Ø 在要使用MemWatch的.c文件里包括头文件"memwatch.h"

Ø 使用GCC编译（注意：不是链接）自己的程序时，增加-DMEMWATCH -DMW_STDIO如：gcc -DMEMWATCH -DMW_STDIO –o test.o–c test1.c

2.2使用MemWatch提供的功能

1）在程序中经常使用的MemWatch功能有：

Ø mwTRACE( const char* format_string, ... );
或TRACE( const char* format_string, ... );

Ø mwASSERT( int, const char*, const char*, int )
或ASSERT( int, const char*, const char*, int )

Ø mwVERIFY( int, const char*, const char*, int )
或VERIFY( int, const char*, const char*, int )

Ø mwPuts( const char* text )

Ø        ARI机制（mwSetAriFunc(int (*func)(const char *))，
          mwSetAriAction(int action)，
          mwAriHandler( const char* cause )）

Ø mwSetOutFunc(void (*func)(int))

Ø mwIsReadAddr(const void *p, unsigned len )

Ø mwIsSafeAddr(void *p, unsigned len )

Ø mwStatistics( int level )

Ø mwBreakOut( const char* cause)

2）mwTRACE，mwASSERT，mwVERIFY和mwPuts顾名思义，就不再赘述。仅须要注意的是，Memwatch定义了宏TRACE, ASSERT 和 VERIFY.假设你已使用同名的宏,memwatch2.61及更高版本号的memwatch不会覆盖你的定义。MemWatch2.61及以后，定义了mwTRACE, mwASSERT和 mwVERIFY宏，这样，你就能确定使用的是memwatch的宏定义。2.61版本号前的memwatch会覆盖已存在的同名的TRACE, ASSERT和 VERIFY定义。

当然，假设你不想使用MemWatch的这几个宏定义，能够定义MW_NOTRACE, MW_NOASSERT和 MW_NOVERIFY宏，这样MemWatch的宏定义就不起作用了。全部版本号的memwatch都遵照这个规则。

3）ARI机制即程序设置的“Abort, Retry, Ignore选择陷阱。

mwSetAriFunc：

设置“Abort, Retry, Ignore”发生时的MemWatch调用的函数.当这样设置调用的函数地址时，实际的错误消息不会打印出来，但会作为一个參数进行传递。

假设參数传递NULL，ARI处理函数会被再次关闭。当ARI处理函数关闭后， meewatch会自己主动调用有mwSetAriAction()指定的操作。

正常情况下，失败的ASSERT() or VERIFY()会中断你的程序。但这能够通过mwSetAriFunc()改变，即通过将函数"int myAriFunc(const char *)"传给它实现。你的程序必须询问用户是否中断，重试或者忽略这个陷阱。返回2用于Abort， 1用于Retry，或者0对于Ignore。注意retry时，会导致表达式又一次求值.

MemWatch有个默认的ARI处理器。默认是关闭的，但你能通过调用mwDefaultAri()开启。注意这仍然会中止你的程序除非你定义MEMWATCH_STDIO同意MemWatch使用标准C的I/O流。

同一时候，设置ARI函数也会导致MemWatch不将ARI的错误信息写向标准错误输出，错误字符串而是作为'const char *'參数传递到ARI函数.

mwSetAriAction：

假设没有ARI处理器被指定，设置默认的ARI返回值。默认是MW_ARI_ABORT

mwAriHandler：

这是个标准的ARI处理器，假设你喜欢就虽然用。它将错误输出到标准错误输出，并从标准输入获得输入。

mwSetOutFunc：

将输出转向调用者给出的函数(參数即函数地址)。參数为NULL，表示把输出写入日志文件memwatch.log.

mwIsReadAddr:

检查内存是否有读取的权限

mwIsSafeAddr:

检查内存是否有读、写的权限

mwStatistics:

设置状态搜集器的行为。相应的參数採用宏定义。

#define MW_STAT_GLOBAL 0 /* 仅搜集全局状态信息 */

#define MW_STAT_MODULE 1 /* 搜集模块级的状态信息 */

#define MW_STAT_LINE 2 /* 搜集代码行级的状态信息 */

#define MW_STAT_DEFAULT 0 /* 默认状态设置 */

mwBreakOut:

当某些情况MemWatch认为中断(break into)编译器更好时，就调用这个函数.假设你喜欢使用MemWatch,那么能够在这个函数上设置运行断点。

其它功能的使用，请參考源码的说明。

2.3分析日志文件

日志文件memwatch.log中包括的信息主要有下面几点：

Ø 測试日期

Ø 状态搜集器的信息

Ø 使用MemWatch的输出函数或宏（如TRACE等）的信息。

Ø MemWatch捕获的错误信息

Ø 内存使用的全局信息统计，包含四点：1）分配了多少次内存 2）最大内存使用量3）分配的内存总量 4）为释放的内存总数

MemWatch捕获的错误记录在日志文件里的输出格式例如以下：

message: <sequence-number> filename(linenumber), information

2.4注意事项

mwInit()和mwTerm()是相应的.所以使用了多少次mwInit()，就须要调用多少次

mwTerm()用于终止MemWatch.

假设在流程中捕获了程序的异常中断，那么须要调用mwAbort()而不是

mwTerm()。即使有显示的调用mwTerm()，mwAbort()也将终止MemWatch。

MemWatch不能确保是线程安全的。假设你碰巧使用Wind32或者你使用了线程，作为2.66，是初步支持线程的。定义WIN32或者MW_PTHREADS以明白支持线程。这会导致一个全局相互排斥变量产生，同一时候当訪问全局内存链时，MemWatch会锁定相互排斥变量，但这远不能证明是线程安全的。

3结论

从MemWatch的使用能够得知，无法用于内核模块。由于MemWatch自身就使用了应用层的接口，而不是内核接口。可是，对于普通的应用层程序，我觉得还是比較实用，而且是开源的，能够自己改动代码实现；它能方便地查找内存泄漏，特别是提供的接口函数简单易懂，学习掌握非常easy，相应用层程序的单元測试会较适用。