Марк Митчелл - Программирование для Linux. Профессиональный подход

Вот что произойдет, если записать символ перед началом массива;

% export MALLOC_CHECK_=2

% ./malloc-use 12

Please enter a command: a 0 10

Please enter a command: w 0 -1

Please enter a command: d 0

Aborted (core dumped)

Команда exportвключила проверку функции malloc(), а значение 2 заставило программу завершиться сразу после обнаружения ошибки.

Проверка функции malloc()очень полезна, потому что программу не нужно перекомпилировать, однако возможности этой проверки весьма ограничены. В основном определяется, не были ли повреждены выделенные структуры данных. Таким образом, сразу же обнаруживаются попытки повторно удалить ту же самую область. Кроме того, выявляется факт записи данных непосредственно перед началом выделенного блока, поскольку его размер хранится именно там. К сожалению, проверка выполняется только тогда, когда программа вызывает функцию malloc()или free(), а не когда происходит обращение к памяти. То есть до обнаружения ошибки может произойти множество неправильных операций чтения и записи. В частности, в предыдущем примере ошибка записи была выявлена лишь при попытке освободить выделенную область.

Утилита mtraceпозволяет 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 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-useбудет 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.cделается 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 mtraceанализирует этот файл и находит в нем непарные записи.

Библиотека ccmallocзамещает функции malloc()и free()кодом трассировки. Если программа завершается успешно, создается отчет о потерянных блоках памяти и прочих ошибках. Библиотеку ccmallocнаписал 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 makeи make install, скопируйте файл ccmalloc.cfgв каталог, из которого будет запускаться проверяемая программа, и переименуйте копию в . ccmalloc.

К объектным файлам программы необходимо подключить библиотеку ccmallocи 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-useвыделить 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 |