memcheck检测内存的原理

原始信息:http://valgrind.org/docs/manual/mc-manual.html#mc-manual.machine

基本原理:

memcheck实现了一个仿真的CPU,被监控的程序被这个仿真CPU解释执行,从而有机会在所有的内存读写指令发生的时候,检测地址的合法性和读操作的合法性。

一,如何知道那些地址是合法的(内存已分配)?

维护一张合法地址表(Valid-address (A) bits),当前所有可以合法读写(已分配)的地址在其中有对应的表项。该表通过以下措施维护

全局数据(data, bss section)--在程序启动的时候标记为合法地址

局部变量--监控sp(stack pointer)的变化,动态维护

动态分配的内存--截获 分配/释放 内存的调用 :malloc, calloc, realloc, valloc, memalign, free, new, new[], delete and delete[]

系统调用--截获mmap映射的地址

其他--可以显示知会memcheck某地字段是合法的

二,如何知道某内存是否已经被赋值?

维护一张合法值表(Valid-value (V) bits),指示对应的bit是否已经被赋值。因为虚拟CPU可以捕获所有对内存的写指令,所以这张表很容易维护。

局限:

-memcheck无法检测global和stack上的内存溢出,因为溢出的地方也在Valid-address (A) bits中。这是由memcheck 的工作原理决定的。

-慢,20到30倍,被虚拟CPU解释一遍,当然慢

-内存占用高,因为要维护两张表格,而这两张表的维度正比于程序的内存