利用打桩机制定位内存泄漏

Linux 连接器支持一个很强大的技术，称为 库打桩(library interpositioning)，它允许你截获对共享库函数的调用，取而代之执行自己的代码。使用打桩机制，你可以追踪对某个特殊库函数的调用次数，验证或追踪它的输入输出值，或者甚至把它替换成一个完全不同的实现。以下使用打桩机制来检测 C 程序是否存在内存泄漏。

编写包装函数打印 malloc 调用

—malloc.h—

#define malloc(size) Malloc(size)
#define free(ptr) Free(ptr)
void *Malloc(size_t size);
void Free(void* ptr);

—Malloc.c—

#ifdef TRACEHEAP
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void* Malloc(size_t size) {
    void* ptr = malloc(size);
    printf("Malloc(%d)=%p\n", (int)size, ptr);
    return ptr;
}
void Free(void* ptr) {
    free(ptr);
    printf("free(%p)\n", ptr);
}
#endif

编译时打桩

—int.c—

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
int main() {
    int* p = (int*) malloc(32);
    free(p);
    return 0;
}

1 2	➜ gcc -DTRACEHEAP -c Malloc.c ➜ gcc -I. -o intc int.c Malloc.o

运行程序会得到如下追踪信息：

1
2
3

➜  ./intc
Malloc(32) = 0x7f9fef402700
Free(0x7f9fef402700)

由于有 -I. 参数，所以会进行打桩。它告诉C预处理器在搜索通常的系统目录之前，先在当前目录中查找malloc.h。

监测内存泄漏的思路

监测内存泄漏的关键是要能截获住对分配内存和释放内存的调用。截获住两个函数，我们就能跟踪每一块内存的生命周期。比如每成功分配一块内存后，把它的指针加入一个全局的 list；每当释放一块内存，再把它的指针从list中删除。当程序结束时，list中剩余的指针就是指向那些没有被释放的内存。通过上述的打桩机制，我们可以实现内存泄漏的监测。

参考：- 《深入理解计算机系统》