自己写内存泄露检测库
来源:互联网 发布:ps软件如何下载 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 11:00
author: kevin lynx
这个内存泄露工具最基本的原理就是利用宏替换掉标准的malloc、free(暂不考虑其他内存分配函数,
如realloc、strdup),记录下每次内存分配和释放动作。因为宏的处理发生在预处理阶段,所以可以
很容易地用你自己的malloc函数替换掉标准的malloc。例如:
#define malloc my_malloc
#define free my_free
/**//* lib.c */
/**//* disable these macro in this compile unit */
#undef malloc
#undef free
static int count = 0;
void *my_malloc( size_t size )
{
++count;
return malloc( size );
}
void my_free( void *a )
{
--count;
free( a );
}
要使用以上代码,用户在使用时就需要包含lib.h,从而可以使用宏将用户自己写的malloc替换
为my_mallo。当程序退出时,如果count大于0,那么可以肯定的是有内存泄露。当然,如果
count为负数,则很可能对同一个指针进行多次free。
但是以上代码的功能太局限了。一个真正的内存泄露检测库(工具),至少需要报告泄露的代码
文件、函数、行数等信息。当然,如果能报告调用堆栈,就更好了。不过这就依赖于具体的平台,
需要使用特定的系统接口才可以获取出。
要实现以上功能也很简单,只需要在每次调用malloc的时候,通过编译器预定义宏__FILE__、
__LINE__、__FUNCTION__(__func__)就可以得到文件名、函数、行号等信息。将这些信息保存
起来,然后在free的时候移除相应的信息即可。
最简单的实现方式,就是保存一个表,表里记录着每次分配内存的信息:
{
char file[MAX_FILE_NAME];
char func[MAX_FUNC_NAME];
size_t lineno;
void *address;
size_t size;
};
struct memRecord mem_record[MAX_RECORD];
但是,通过单单一个free函数的void*参数,如何获取出对应的分配记录呢?难道:
{
if( address == mem_record[i].address )
{
/**//* shit */
}
}
虽然可行,但是很stupid。这里提供一个小技巧:
{
void *a = malloc( size + sizeof( size_t ) );
return (char*)a + sizeof( size_t );
}
void my_free( void *a )
{
/**//* actually, 'a' is not the real address */
char *p = ((char*)a - sizeof( size_t ) );
free( p );
}
意思就是说,我多分配了4字节内存(sizeof( size_t ) ),用于保存这次分配记录在mem_record
中被保存的索引。在释放内存的时候,通过一些地址偏移计算,就可以获取出真正的系统malloc
返回的地址,从而安全释放(别给我说这里的计算存在平台和编译器的限制,没认真看文章的SB才说)。
另一个问题是,我们如何处理每次分配释放时,对于分配记录那个数据结构,也就是mem_record。
每一次free的时候,移除的记录可能位于mem_record的任何位置。一定时间后,mem_record内部
将出现很多漏洞(已经没用的数组位置)。解决这个问题最直接当然还是最stupid的方法,就是每次
free移除记录时重新整理一遍mem_record。如果你这样做了,那你的malloc/free比微软的还慢。
我的解决方法是:
size_t free_index[MAX_RECORD];
用于保存这些出现漏洞的index。每一次free移除记录时,就把这个记录对应的inex保存进来,表示
这个index指向的mem_record[]可用。每一次malloc的时候,先从这里取index,如果这里没有,那
可以直接从mem_record的末尾取。
具体细节就不阐述了,典型的空间换时间方法。整个库很简单,代码100来行。我也只进行过粗略的
测试。我肯定这100来行代码是有问题的,相信自己的代码存在问题是对bug的一种觉悟,哈哈哈。
这个东西只检测C语言的内存泄露,其实要检测C++的也很简单,只需要重载new和delete就可以了。
要放春节假了,在公司的最后几个小时实在无聊,才做了这个东西,前后花了1个多小时,写起来感觉
不错。
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