Книга: Linux программирование в примерах

15.5.2.3. Отладка Malloc: dmalloc

15.5.2.3. Отладка Malloc: dmalloc

Библиотека dmalloc предоставляет большое число опций отладки. Ее автором является Грей Ватсон (Gray Watson), есть также и свой веб-сайт.[180] Как и в случае с Electric Fence, она может быть уже установленной на вашей системе, или же вы можете ее извлечь и построить самостоятельно.

Библиотека dmalloc проверяет наличие в переменной окружения DMALLOC_OPTIONS управляющей информации. Например, она может выглядеть следующим образом:

$ echo $DMALLOC_OPTIONS
debug=0x4e40503,inter=100,log=dm-log

Компонент 'debug' этой переменной содержит набор битовых флагов, которыми для большинства людей почти невозможно непосредственно управлять. Поэтому документация описывает двухэтапный процесс для облегчения их использования.

Первый шаг заключается в определении функции оболочки с названием dmalloc, которая вызывает программу драйвера dmalloc:

$ dmalloc() {
> eval 'command dmalloc -b $*' /* Команда 'command' обходит функции оболочки */
> }

После того, как это сделано, вы можете передать функции опции для установки файла журнала (-1), указать число итераций, после которых dmalloc должна проверить свои внутренние структуры данных (-1), и указать уровень отладки или другой тэг ('low').

$ dmalloc -1 dm-log -i 100 low

Как и Electric Fence, библиотека dmalloc может быть скомпонована с приложением статически или связана динамически при помощи LD_PRELOAD. Последнее демонстрирует следующий пример:

$ LD_PRELOAD=libdmalloc.so ch15-badmem1 -b /* Запустить с проверкой */
p = <not 30 bytes> /* Показан нормальный вывод */

Результаты записываются в файл dm-log следующим образом:

$ cat dm-log
1062078174: 1: Dmalloc version '4.8.1' from 'http://dmalloc.com/'
1062078174: 1: flags = 0x4e40503, logfile 'dm-log'
1062078174: 1: interval = 100, addr = 0, seen # = 0
1062078174: 1: starting time = 1062078174
1062078174: 1: free bucket count/bits: 63/6
1062078174: 1: basic-block 4096 bytes, alignment 8 bytes, heap grows up
1062078174: 1: heap: 0x804a000 to 0x804d000, size 12288 bytes (3 blocks)
1062078174: 1: heap checked 0
1062078174: 1: alloc calls: malloc 1, calloc 0, realloc 0, free 0
1062078174: 1: alloc calls: recalloc 0, memalign 0, valloc 0
1062078174: 1: total memory allocated: 30 bytes (1 pnts)
1062078174: 1: max in use at one time: 30 bytes (1 pnts)
1062078174: 1: max alloced with 1 call: 30 bytes
1062078174: 1: max alloc rounding loss: 34 bytes (53%)
1062078174: 1: max memory space wasted: 3998 bytes (98%)
1062078174: 1: final user memory space: basic 0, divided 1, 4062 bytes
1062078174: 1: final admin overhead: basic 1, divided 1, 8192 bytes (66%)
1062078174: 1: final external space: 0 bytes (0 blocks)
1062078174: 1: top 10 allocations:
1062078174: 1: total-size count in-use-size count source
1062078174: 1:         30     1          30     1 ra=0x8048412
1062078174: 1:         30     1          30     1 Total of 1
1062078174: 1: dumping not-freed pointers changed since 0:
1062078174: 1: not freed: '0x804c008|s1' (30 bytes) from 'ra=0x8048412'
1062078174: 1: total-size count source
1062078174: 1:         30     1 ra=0x8048412 /* Выделение здесь */
1062078174: 1:         30     1 Total of 1
1062078174: 1: unknown memory: 1 pointer, 30 bytes
1062078174: 1: ending time = 1062078174, elapsed since start = 0:00:00

Вывод содержит много статистических данных, которые нам пока не интересны. Интересна строка, в которой указывается не освобожденная память, с адресом возврата, указывающим на выделившую память функцию ('ra=0х8048412'). Документация dmalloc объясняет, как получить расположение в исходном коде этого адреса с использованием GDB.

$ gdb ch15-badmem1 /* Запустить GDB */
GNU gdb 5.3
...
(gdb) x 0x8048412 /* Проверить адрес */
0x8048412 <main+26>: 0х8910с483
(gdb) info line *(0x8048412) /* Получить сведения о строке */
Line 11 of "ch15-badmem1.с" starts at address 0x8048408 <main+16>
and ends at 0x8048418 <main+32>.

Это трудно, но выполнимо, если нет другого выбора. Однако, если вы включите в свою программу заголовочный файл "dmalloc.h" (после всех остальных операторов #include), вы можете получить сведения из исходного кода непосредственно в отчете.

...
1062080258: 1: top 10 allocations:
1062080258: 1: total-size count in-use-size count source
1062080258: 1:        30      1          30     1 ch15-badmem2.c:13
1062080258: 1:        30      1          30     1 Total of 1
1062080258: 1: dumping not-freed pointers changed since 0:
1062080258: 1: not freed: '0x804c008|s1' (30 bytes) from 'ch15-badmem2.c:13'
1062080258: 1: total-size count source
1062080258: 1:         30     1 ch15-badmem2.с:13
1062080258: 1:         30     1 Total of 1
...

(Файл ch15-badmem2.c является аналогичным ch15-badmem1.с, за исключением того, что он включает "dmalloc.h", поэтому мы не стали беспокоиться с его отображением).

Отдельные возможности отладки включаются или выключаются посредством использования лексем (tokens) — специально распознаваемых идентификаторов — и опций -р для добавления лексем (свойств) или -m для их удаления. Имеются предопределенные комбинации, 'low', 'med' и 'high'. Чем являются эти комбинации, вы можете увидеть с помощью 'dmalloc -Lv'.

$ dmalloc low /* Установить low */
$ dmalloc -Lv /* Показать установки */
Debug Malloc Utility: http://dmalloc.com/
For a list of the command-line options enter: dmalloc --usage
Debug-Flags 0x4e40503 (82052355) (low) /* Текущие лексемы */
log-stats, log-non-free, log-bad-space, log-elapsed-time, check-fence,
free-blank, error-abort, alloc-blank, catch-null
Address not-set
Interval 100
Lock-On not-set
Logpath 'log2'
Start-File not-set

Полный список лексем вместе с кратким объяснением и соответствующим каждой лексеме числовым значением можно получить с помощью 'dmalloc -DV':

$ dmalloc -DV
Debug Tokens:
none (nil) -- no functionality (0)
log-stats (lst) -- log general statistics (0x1)
log-non-free (lnf) -- log non-freed pointers (0x2)
log-known (lkn) -- log only known non-freed (0x4)
log-trans (ltr) -- log memory transactions (0x8)
log-admin (lad) -- log administrative info (0x20)
log-blocks (lbl) -- log blocks when heap-map (0x40)
log-bad-space (lbs) -- dump space from bad pnt (0x100)
log-nonfree-space (lns) -- dump space from non-freed pointers (0x200)
log-elapsed-time (let) -- log elapsed-time for allocated pointer (0x40000)
log-current-time (let) -- log current-time for allocated pointer (0x80000)
check-fence (cfe) -- check fence-post errors (0x400)
check-heap (che) -- check heap adm structs (0x800)
check-lists (cli) -- check free lists (0x1000)
check-blank (cbl) -- check mem overwritten by alloc-blank, free-blank (0x2000)
check-funcs (cfu) -- check functions (0x4000)
force-linear (fli) -- force heap space to be linear (0x10000)
catch-signals (csi) -- shutdown program on SIGHUP, SIGINT, SIGTERM (0x20000)
realloc-copy (rco) -- copy all re-allocations (0x100000)
free-blank (fbl) -- overwrite freed memory space with BLANK_CHAR (0x200000)
error-abort (eab) -- abort immediately on error (0x400000)
alloc-blank (abl) -- overwrite newly alloced memory with BLANK_CHAR (0x800000)
heap-check-map (hem) -- log heap-map on heap-check (0x1000000)
print-messages (pme) -- write messages to stderr (0x2000000)
catch-null (cnu) -- abort if no memory available (0x4000000)
never-reuse (nre) -- never re-use freed memory (0x8000000)
allow-free-null (afn) -- allow the frees of NULL pointers (0x20000000)
error-dump (edu) -- dump core on error and then continue (0x40000000)

К этому времени у вас должно быть ощущение того, как использовать dmalloc, и его гибкости, dmalloc является избыточным для нашей простой демонстрационной программы, но он неоценим для более крупномасштабного, реального приложения.

Оглавление книги