【转】应用 Valgrind 发现 Linux 程序的内存问题
级别： 初级
杨 经 (cdlyangj@cn.ibm.com), 软件工程师, IBM
2008 年 11 月 27 日
如何定位应用程序开发中的内存问题，一直是 inux 应用程序开发中的瓶颈所在。有一款非常优秀的 linux 下开源的内存问题检测工具：valgrind，能够极大的帮助你解决上述问题。掌握 valgrind 的使用以及工作原理，能够有效地定位进而避免应用开发中的内存问题。
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Valgrind 概述
体系结构
Valgrind是一套Linux下，开放源代码（GPL V2）的仿真调试工具的集合。Valgrind由内核（core）以及基于内核的其他调试工具组成。内核类似于一个框架（framework），它模拟了一个CPU环境，并提供服务给其他工具；而其他工具则类似于插件 (plug-in)，利用内核提供的服务完成各种特定的内存调试任务。Valgrind的体系结构如下图所示：
图 1 Valgrind 体系结构
Valgrind包括如下一些工具：
Memcheck。这是valgrind应用最广泛的工具，一个重量级的内存检查器，能够发现开发中绝大多数内存错误使用情况，比如：使用未初始化的内存，使用已经释放了的内存，内存访问越界等。这也是本文将重点介绍的部分。
Callgrind。它主要用来检查程序中函数调用过程中出现的问题。
Cachegrind。它主要用来检查程序中缓存使用出现的问题。
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。
Linux 程序内存空间布局
要发现Linux下的内存问题，首先一定要知道在Linux下，内存是如何被分配的？下图展示了一个典型的Linux C程序内存空间布局：
图 2： 典型内存空间布局
一个典型的Linux C程序内存空间由如下几部分组成：
代码段（.text）。这里存放的是CPU要执行的指令。代码段是可共享的，相同的代码在内存中只会有一个拷贝，同时这个段是只读的，防止程序由于错误而修改自身的指令。
初始化数据段（.data）。这里存放的是程序中需要明确赋初始值的变量，例如位于所有函数之外的全局变量：int val=100。需要强调的是，以上两段都是位于程序的可执行文件中，内核在调用exec函数启动该程序时从源程序文件中读入。
未初始化数据段（.bss）。位于这一段中的数据，内核在执行该程序前，将其初始化为0或者null。例如出现在任何函数之外的全局变量：int sum;
堆（Heap）。这个段用于在程序中进行
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链接——是一种在共享文件和访问它的用户的若干目录项之间建立联系的一种方法。
Linux中包括两种链接：硬链接(Hard Link)和软 ......
文件fun.c，fun.h，hello.c，hello.h，main.c动态库函数都在fun.c和hello.c里面
----------------------------
fun.c:
int add(int a, int b)
{
return a+b;
}
fun.h:
#ifndef _FUN_H_11
#define _FUN_H_11
int add(int a, int b);
#endif
----------------------------
hello.c:
＃i nclude <stdio ......
引言
在Linux操作系统中，有一项特殊的功能——初始化内存盘INITRD（INITial Ram
Disk）技术，而且内核支持压缩的文件系统映像。有了这两项功能，我们可以让Linux系统从小的初始化内存盘启动，并把系统内存的一部分作为根文件系
统挂载，而且不使用交换分区（如果不运行X
Windows这是完全可以的），� ......
1 、重新启动机器，在出现grub引导界面后，按F2，在启动linux 的选项里加上init=/bin/bash，通过给内核传递init=/bin/bash参数使得OS在运行login程序之前运行bash，出现命令行。
2 、稍等片刻出现(none)# ：命令行。
3 、输入mount -n / -o remount ，rw
4 、输入 mount–n /usr
5 、输入 cd /usr ......
今天我成功的卸载了Linux 操作系统，我感觉很兴奋，就此我把我做的过程说下。
我的电脑装了双系统先装的是Windows XP SP3系统，后来在一个10G的逻辑分区中装了个Mandriva-linux-2008，听说Linux系统不能随便删除，那样可能会破坏硬盘主引导记录（mbr），因此我就在网上 ......
