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    技术2024-12-18  6

    名字:       valgrind是一个调试和剖析的程序工具集。

    概要用法:       valgrind [[valgrind] [options]] [your-program] [[your-program-options]]

    概述:       Valgrind是一个Linux下灵活的调试和剖析可执行工具。它由在软件层提供综合的       CPU内核,和一系列调试、剖析的工具组成。架构是模块化的,所以可以在不破坏现       有的结构的基础上很容易的创建出新的工具来。       这本手册包括了基本的用法和选项。更多帮助理解的信息,请查看您系统的HTML       文档:         /usr/share/doc/valgrind/html/index.html       或者在线文档:         http://www.valgrind.org/docs/manual/index.html.

    用法:       一般像下面这样调用Valgrind:           valgrind program args

           这样将在Valgrind使用Memcheck运行程序program(带有参数args)。内存检查       执行一系列的内存检查功能,包括检测访问未初始化的内存,已经分配内存的错误       使用(两次释放,释放后再访问,等等)并检查内存泄漏。

           可用--tool指定使用其它工具:           valgrind --tool=toolname program args

           可使用的工具如下:       o cachegrind是一个缓冲模拟器。它可以用来标出你的程序每一行执行的指令          数和导致的缓冲不命中数。

           o callgrind在cachegrind基础上添加调用追踪。它可以用来得到调用的次数          以及每次函数调用的开销。作为对cachegrind的补充,callgrind可以分别          标注各个线程,以及程序反汇编输出的每条指令的执行次数以及缓存未命中          数。

           o helgrind能够发现程序中潜在的条件竞争。

           o lackey是一个示例程序,以其为模版可以创建你自己的工具。在程序结束后,       它打印出一些基本的关于程序执行统计数据。

           o massif是一个堆剖析器,它测量你的程序使用了多少堆内存。

           o memcheck是一个细粒度的的内存检查器。

           o none没有任何功能。它它一般用于Valgrind的调试和基准测试。

    基本选项:       这些选项对所有工具都有效。

           -h --help              显示所有选项的帮助,包括内核和选定的工具两者。

           --help-debug              和--help相同,并且还能显示通常只有Valgrind的开发人员使用的调试              选项。

           --version              显示Valgrind内核的版本号。工具可以有他们自已的版本号。这是一种              保证工具只在它们可以运行的内核上工作的一种设置。这样可以减少在              工具和内核之间版本兼容性导致奇怪问题的概率。

           -q --quiet              安静的运行,只打印错误信息。在进行回归测试或者有其它的自动化测              试机制时会非常有用。

           -v --verbose              显示详细信息。在各个方面显示你的程序的额外信息,例如:共享对象              加载,使用的重置,执行引擎和工具的进程,异常行为的警告信息。重              复这个标记可以增加详细的级别。

           -d     调试Valgrind自身发出的信息。通常只有Valgrind开发人员对此感兴趣。              重复这个标记可以产生更详细的输出。如果你希望发送一个bug报告,通              过-v -v -d -d生成的输出会使你的报告更加有效。

           --tool=<toolname> [default: memcheck]              运行toolname指定的Valgrind,例如,Memcheck, Addrcheck, Cachegrind,              等等。

           --trace-children=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,Valgrind会跟踪到子进程中。这经常会导致困惑,而              且通常不是你所期望的,所以默认这个选项是关闭的。

           --track-fds=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,Valgrind会在退出时打印一个打开文件描述符的列表。              每个文件描述符都会打印出一个文件是在哪里打开的栈回溯,和任何与此              文件描述符相关的详细信息比如文件名或socket信息。

           --time-stamp=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,每条信息之前都有一个从程序开始消逝的时间,用天,              小时,分钟,秒和毫秒表示。

           --log-fd=<number> [default: 2, stderr]              指定Valgrind把它所有的消息都输出到一个指定的文件描述符中去。默认值              2, 是标准错误输出(stderr)。注意这可能会干扰到客户端自身对stderr              的使用, Valgrind的输出与客户程序的输出将穿插在一起输出到stderr。

           --log-file=<filename>              指定Valgrind把它所有的信息输出到指定的文件中。实际上,被创建文件的              文件名是由filename、'.'和进程号连接起来的(即<filename>.<pid>),              从而每个进程创建不同的文件。

           --log-file-exactly=<filename>              类似于--log-file,但是后缀".pid"不会被添加。如果设置了这个选项,              使用Valgrind跟踪多个进程,可能会得到一个乱七八糟的文件。            

           --log-file-qualifier=<VAR>              当和--log-file一起使用时,日志文件名将通过环境变量$VAR来筛选。这              对于MPI程序是有益的。更多的细节,查看手册2.3节 "注解"。

           --log-socket=<ip-address:port-number>              指定Valgrind输出所有的消息到指定的IP,指定的端口。当使用1500端口              时,端口有可能被忽略。如果不能建立一个到指定端口的连接,Valgrind              将输出写到标准错误(stderr)。这个选项经常和一个Valgrind监听程序一              起使用。更多的细节,查看手册2.3节 "注解"。

    错误相关选项:       这些选项适用于所有产生错误的工具,比如Memcheck, 但是Cachegrind不行。

           --xml=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,输出将是XML格式。这是为了使用Valgrind的输出做为              输入的工具,例如GUI前端更加容易些。目前这个选项只在Memcheck时生效。

           --xml-user-comment=<string>              在XML开头 附加用户注释,仅在指定了--xml=yes时生效,否则忽略。

           --demangle=<yes|no> [default: yes]              打开/关闭C++的名字自动解码。默认打开。当打开时,Valgrind将尝试着把              编码过的C++名字自动转回初始状态。这个解码器可以处理g++版本为2.X,              3.X或4.X生成的符号。

                  一个关于名字编码解码重要的事实是,禁止文件中的解码函数名仍然使用              他们未解码的形式。Valgrind在搜寻可用的禁止条目时不对函数名解码,              因为这将使禁止文件内容依赖于Valgrind的名字解码机制状态, 会使速度              变慢,且无意义。

           --num-callers=<number> [default: 12]              默认情况下,Valgrind显示12层函数调用的函数名有助于确定程序的位置。              可以通过这个选项来改变这个数字。这样有助在嵌套调用的层次很深时确定              程序的位置。注意错误信息通常只回溯到最顶上的4个函数。(当前函数,和              它的3个调用者的位置)。所以这并不影响报告的错误总数。

                  这个值的最大值是50。注意高的设置会使Valgrind运行得慢,并且使用更多              的内存,但是在嵌套调用层次比较高的程序中非常实用。

           --error-limit=<yes|no> [default: yes]              当这个选项打开时,在总量达到10,000,000,或者1,000个不同的错误,              Valgrind停止报告错误。这是为了避免错误跟踪机制在错误很多的程序              下变成一个巨大的性能负担。

           --error-exitcode=<number> [default: 0]              指定如果Valgrind在运行过程中报告任何错误时的退出返回值,有两种情              况;当设置为默认值(零)时,Valgrind返回的值将是它模拟运行的程序的              返回值。当设置为非零值时,如果Valgrind发现任何错误时则返回这个值。              在Valgrind做为一个测试工具套件的部分使用时这将非常有用,因为使测              试工具套件只检查Valgrind返回值就可以知道哪些测试用例Valgrind报告              了错误。

           --show-below-main=<yes|no> [default: no]              默认地,错误时的栈回溯不显示main()之下的任何函数(或者类似的函数像              glibc的__libc_start_main(),如果main()没有出现在栈回溯中);这些大              部分都是令人厌倦的C库函数。如果打开这个选项,在main()之下的函数也              将会显示。

           --suppressions=<filename> [default: $PREFIX/lib/valgrind/default.supp]              指定一个额外的文件读取不需要理会的错误;你可以根据需要使用任意多              的额外文件。

           --gen-suppressions=<yes|no|all> [default: no]              当设置为yes时,Valgrind将会在每个错误显示之后自动暂停并且打印下              面这一行:                  ---- Print suppression ? --- [Return/N/n/Y/y/C/c] ----

                  这个提示的行为和--db-attach选项(见下面)相同。

                  如果选择是,Valgrind会打印出一个错误的禁止条目,你可以把它剪切然后              粘帖到一个文件,如果不希望在将来再看到这个错误信息。

                  当设置为all时,Valgrind会对每一个错误打印一条禁止条目,而不向用户              询问。

                  这个选项对C++程序非常有用,它打印出编译器调整过的名字。

                  注意打印出来的禁止条目是尽可能的特定的。如果需要把类似的条目归纳              起来,比如在函数名中添加通配符。并且,有些时候两个不同的错误也会              产生同样的禁止条目,这时Valgrind就会输出禁止条目不止一次,但是在              禁止条目的文件中只需要一份拷贝(但是如果多于一份也不会引起什么问              题)。并且,禁止条目的名字像<在这儿输入一个禁止条目的名字>;名字并              不是很重要,它只是和-v选项一起使用打印出所有使用的禁止条目记录。

           --db-attach=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,Valgrind将会在每次打印错误时暂停并打出如下              一行:

                      ---- Attach to debugger ? --- [Return/N/n/Y/y/C/c] ----

                  按下回车,或者N、回车,n、回车,Valgrind不会对这个错误启动调试器。

                  按下Y、回车,或者y、回车,Valgrind会启动调试器并设定在程序运行的              这个点。当调试结束时,退出,程序会继续运行。在调试器内部尝试继续              运行程序,将不会生效。

                  按下C、回车,或者c、回车,Valgrind不会启动一个调试器,并且不会再              次询问。

                  注意:--db-attach=yes与--trace-children=yes有冲突。你不能同时使用              它们。Valgrind在这种情况下不能启动。

                  2002.05: 这是一个历史的遗留物,如果这个问题影响到你,请发送邮件并              投诉这个问题。

                  2002.11:如果你发送输出到日志文件或者到网络端口,我猜这不会让你有              任何感觉。不须理会。

           --db-command=<command> [default: gdb -nw %f %p]              通过--db-attach指定如何使用调试器。默认的调试器是gdb.默认的选项              是一个运行时扩展Valgrind的模板。 %f会用可执行文件的文件名替换,              %p会被可执行文件的进程ID替换。

                  这指定了Valgrind将怎样调用调试器。默认选项不会因为在构造时是否检              测到了GDB而改变,通常是/usr/bin/gdb.使用这个命令,你可以指定一些              调用其它的调试器来替换。

                  给出的这个命令字串可以包括一个或多个%p %f扩展。每一个%p实例都被              解释成将调试的进程的PID,每一个%f实例都被解释成要调试的进程的可              执行文件路径。            

           --input-fd=<number> [default: 0, stdin]              使用--db-attach=yes和--gen-suppressions=yes选项,在发现错误时,              Valgrind会停下来去读取键盘输入。默认地,从标准输入读取,所以关闭              了标准输入的程序会有问题。这个选项允许你指定一个文件描述符来替代              标准输入读取。

           --max-stackframe=<number> [default: 2000000]              栈的最大值。如果栈指针的偏移超过这个数量,Valgrind则会认为程序是              切换到了另外一个栈执行。

                  如果在程序中有大量的栈分配的数组,你可能需要使用这个选项。              valgrind保持对程序栈指针的追踪。如果栈指针的偏移超过了这个数量,              Valgrind假定你的程序切换到了另外一个栈,并且Memcheck行为与栈指              针的偏移没有超出这个数量将会不同。通常这种机制运转得很好。然而,              如果你的程序在栈上申请了大的结构,这种机制将会表现得愚蠢,并且              Memcheck将会报告大量的非法栈内存访问。这个选项允许把这个阀值设置              为其它值。

                  应该只在Valgrind的调试输出中显示需要这么做时才使用这个选项。在这              种情况下,它会告诉你应该指定的新的阀值。

                  普遍地,在栈中分配大块的内存是一个坏的主意。因为这很容易用光你的              栈空间,尤其是在内存受限的系统或者支持大量小堆栈的线程的系统上,              因为Memcheck执行的错误检查,对于堆上的数据比对栈上的数据要高效              很多。如果你使用这个选项,你可能希望考虑重写代码在堆上分配内存              而不是在栈上分配。

    MALLOC()相关的选项:       对于使用自有版本的malloc() (例如Memcheck和massif),下面的选项可以使用。        --alignment=<number> [default: 8]              默认Valgrind的malloc(),realloc(), 等等,是8字节对齐地址的。这              是大部分处理器的标准。然而,一些程序可能假定malloc()等总是返回              16字节或更多对齐的内存。提供的数值必须在8和4096区间之内,并且              必须是2的幂数。

    非通用选项:       这些选项可以用于所有的工具,它们影响Valgrind core的几个特性。大部分人不       会用到这些选项。

           --run-libc-freeres=<yes|no> [default: yes]       GNU C库(libc.so),所有程序共用的,可能会分配一部分内存自已用。通              常在程序退出时释放内存并不麻烦 -- 这里没什么问题,因为Linux内核在              一个进程退出时会回收进程全部的资源,所以这只是会造成速度慢。                            glibc的作者认识到这样会导致内存检查器,像Valgrind,在退出时检查              内存错误的报告glibc的内存泄漏问题,为了避免这个问题,他们提供了              一个__libc_freeres()例程特别用来让glibc释放分配的所有内存。              因此Memcheck在退出时尝试着去运行__libc_freeres()。

                  不幸的是,在glibc的一些版本中,__libc_freeres是有bug会导致段错误的。              这在Red Hat 7.1上有特别声明。所以,提供这个选项来决定是否运行              __libc_freeres。如果你的程序看起来在Valgrind上运行得很好,但是在              退出时发生段错误,你可能需要指定--run-libc-freeres=no来修正,这将              可能错误的报告libc.so的内存泄漏。

           --sim-hints=hint1,hint2,...              传递杂凑的提示给Valgrind,轻微的修改模拟行为的非标准或危险方式,              可能有助于模拟奇怪的特性。默认没有提示打开。小心使用!目前已知              的提示有:              o lax-ioctls: 对ioctl的处理非常不严格,唯一的假定是大小是正确的。              不需要在写时缓冲区完全的初始化。没有这个,用大量的奇怪的ioctl              命令来使用一些设备驱动将会非常烦人。              o enable-inner:打开某些特殊的效果,当运行的程序是Valgrind自身时。

           --kernel-variant=variant1,variant2,...              处理系统调用和ioctls在这个平台的默认核心上产生不同的变量。这有助              于运行在改进过的内核或者支持非标准的ioctls上。小心使用。如果你不              理解这个选项做的是什么那你几乎不需要它。已经知道的变量有:              o bproc: 支持X86平台上的sys_broc系统调用。这是为了运行在BProc,              它是标准Linux的一个变种,有时用来构建集群。

           --show-emwarns=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,Valgrind在一些特定的情况下将对CPU仿真产生警告。              通常这些都是不引人注意的。

           --smc-check=<none|stack|all> [default: stack]              这个选项控制Valgrind对自我修改的代码的检测。Valgrind可以不做检测,              可以检测栈中自我修改的代码,或者任意地方检测自我修改的代码。注意              默认选项是捕捉绝大多数情况,到目前我们了解的情况为止。使用all选项              时会极大的降低速度。(但是用none选项运行极少影响速度,因为对大多数              程序,非常少的代码被添加到栈中)

    调试VALGRIND选项:       还有一些选项是用来调试Valgrind自身的。在运行一般的东西时不应该需要的。       如果你希望看到选项列表,使用--help-debug选项。

    内存检查选项:       --leak-check=<no|summary|yes|full> [default: summary]              当这个选项打开时,当客户程序结束时查找内存泄漏。内存泄漏意味着              有用malloc分配内存块,但是没有用free释放,而且没有指针指向这块              内存。这样的内存块永远不能被程序释放,因为没有指针指向它们。如              果设置为summary,Valgrind会报告有多少内存泄漏发生了。如果设置为              full或yes,Valgrind给出每一个独立的泄漏的详细信息。

           --show-reachable=<yes|no> [default: no]              当这个选项关闭时,内存泄漏检测器只显示没有指针指向的内存块,或              者只能找到指向块中间的指针。当这个选项打开时,内存泄漏检测器还              报告有指针指向的内存块。这些块是最有可能出现内存泄漏的地方。你              的程序可能,至少在原则上,应该在退出前释放这些内存块。这些有指              针指向的内存块和没有指针指向的内存块,或者只有内部指针指向的块,              都可能产生内存泄漏,因为实际上没有一个指向块起始的指针可以拿来释              放,即使你想去释放它。

           --leak-resolution=<low|med|high> [default: low]              在做内存泄漏检查时,确定memcheck将怎么样考虑不同的栈是相同的情况。              当设置为low时,只需要前两层栈匹配就认为是相同的情况;当设置为med,              必须要四层栈匹配,当设置为high时,所有层次的栈都必须匹配。                            对于hardcore内存泄漏检查,你很可能需要使用--leak-resolution=high和              --num-callers=40或者更大的数字。注意这将产生巨量的信息,这就是为什              么默认选项是四个调用者匹配和低分辨率的匹配。              注意--leak-resolution= 设置并不影响memcheck查找内存泄漏的能力。它              只是改变了结果如何输出。

           --freelist-vol=<number> [default: 5000000]              当客户程序使用free(C中)或者delete(C++)释放内存时,这些内存并不是              马上就可以用来再分配的。这些内存将被标记为不可访问的,并被放到一              个已释放内存的队列中。这样做的目的是,使释放的内存再次被利用的点              尽可能的晚。这有利于memcheck在内存块释放后这段重要的时间检查对块              不合法的访问。

                  这个选项指定了队列所能容纳的内存总容量,以字节为单位。默认的值是              5000000字节。增大这个数目会增加memcheck使用的内存,但同时也增加了              对已释放内存的非法使用的检测概率。

           --workaround-gcc296-bugs=<yes|no> [default: no]              当这个选项打开时,假定读写栈指针以下的一小段距离是gcc 2.96的bug,              并且不报告为错误。距离默认为256字节。注意gcc 2.96是一些比较老的              Linux发行版(RedHat 7.X)的默认编译器,所以你可能需要使用这个选项。              如果不是必要请不要使用这个选项,它可能会使一些真正的错误溜掉。              一个更好的解决办法是使用较新的,修正了这个bug的gcc/g++版本。

           --partial-loads-ok=<yes|no> [default: no]              控制memcheck如何处理从地址读取时字长度,字对齐,因此哪些字节是可              以寻址的,哪些是不可以寻址的。当设置为yes是,这样的读取并不抛出              一个寻址错误。而是从非法地址读取的V字节显示为未定义,访问              合法地址仍然是像平常一样映射到内存。

                  设置为no时,从部分错误的地址读取与从完全错误的地址读取同样处理:              抛出一个非法地址错误,结果的V字节显示为合法数据。

                  注意这种代码行为是违背ISO C/C++标准,应该被认为是有问题的。如果可              能,这种代码应该修正。这个选项应该只是做为一个最后考虑的方法。

           --undef-value-errors=<yes|no> [default: yes]              控制memcheck是否检查未定义值的危险使用。当设为yes时,Memcheck的行              为像Addrcheck, 一个轻量级的内存检查工具,是Valgrind的一个部分,它              并不检查未定义值的错误。使用这个选项,如果你不希望看到未定义值错误。

    CACHEGRIND选项:       手动指定I1/D1/L2缓冲配置,大小是用字节表示的。这三个必须用逗号隔开,中间       没有空格,例如:           valgrind --tool=cachegrind --I1=65535,2,64

           你可以指定一个,两个或三个I1/D1/L2缓冲。如果没有手动指定,每个级别使用       普通方式(通过CPUID指令得到缓冲配置,如果失败,使用默认值)得到的配置。

           --I1=<size>,<associativity>,<line size>              指定第一级指令缓冲的大小,关联度和行大小。

           --D1=<size>,<associativity>,<line size>              指定第一级数据缓冲的大小,关联度和行大小。

           --L2=<size>,<associativity>,<line size>              指定第二级缓冲的大小,关联度和行大小。

    CALLGRIND选项:       --heap=<yes|no> [default: yes]              当这个选项打开时,详细的追踪堆的使用情况。关闭这个选项时,              massif.pid.txt或massif.pid.html将会非常的简短。

           --heap-admin=<number> [default: 8]              每个块使用的管理字节数。这只能使用一个平均的估计值,因为它可能变化。              glibc使用的分配器每块需要4~15字节,依赖于各方面的因素。管理已经释放              的块也需要空间,尽管massif不计算这些。            

           --stacks=<yes|no> [default: yes]              当打开时,在剖析信息中包含栈信息。多线程的程序可能有多个栈。

           --depth=<number> [default: 3]              详细的堆信息中调用过程的深度。增加这个值可以给出更多的信息,但是              massif会更使这个程序运行得慢,使用更多的内存,并且产生一个大的              massif.pid.txt或者massif.pid.hp文件。

           --alloc-fn=<name>              指定一个分配内存的函数。这对于使用malloc()的包装函数是有用的,可以              用它来填充原来无效的上下文信息。(这些函数会给出无用的上下文信息,              并在图中给出无意义的区域)。指定的函数在上下文中被忽略,例如,像对              malloc()一样处理。这个选项可以在命令行中重复多次,指定多个函数。

           --format=<text|html> [default: text]              产生text或者HTML格式的详细堆信息,文件的后缀名使用.txt或者.html。

    HELGRIND选项:       --private-stacks=<yes|no> [default: no]              假定线程栈是私有的。

           --show-last-access=<yes|some|no> [default: no]              显示最后一次字访问出错的位置。

    LACKEY选项:       --fnname=<name> [default: _dl_runtime_resolve()]              对<name>函数计数。

           --detailed-counts=<no|yes> [default: no]              对读取,存储和alu操作计数。

    参考:        /usr/share/doc/valgrind/html/index.html, 和/或者       http://www.valgrind.org/docs/manual/index.html.

    作者信息:       Julian Seward <jseward@acm.org>是Valgrind的初始作者,在       /usr/share/doc/valgrind/AUTHORS还有其他的贡献者的信息。       这份手册由Andres Roldan <aroldan@debian.org>为Debian工程编写,但是可以在       任何其它发行版上使用。              2.4.0版本的更新,重排,和扩展由Robert Walsh <rjwalsh@durables.org>,       后来由其它的Valgrind开发者完成。

     

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