笨办法学C 练习4：Valgrind 介绍

练习4：Valgrind 介绍

原文：Exercise 4: Introducing Valgrind

译者：飞龙

如今是介绍另外一个工具的时间了，在你学习C的过程当中，你会时时刻刻用到它，它就是 Valgrind。我如今就向你介绍 Valgrind，是由于从如今开始你将会在“如何使它崩溃”一节中用到它。Valgrind是一个运行你的程序的程序，而且随后会报告全部你犯下的可怕错误。它是一款至关棒的自由软件，我在编写C代码时一直使用它。

回忆一下在上一章中，我让你移除printf的一个参数，来是你的代码崩溃。它打印出了一些奇怪的结果，但我病欸有告诉你为何他会这样打印。这个练习中咱们要使用Valgrind来搞清楚为何。

注

这本书前面的几章在讲解一小段代码的东西，掺杂了一些必要的工具，它们在本书的剩余章节会用到。这样作的缘由是，阅读这本书的大多数人都不熟悉编译语言，也必然不熟悉自动化的辅助工具。经过先让你懂得如何使用make和Valgrind，我能够在后面使用它们更快地教你C语言，以及帮助你尽早找出全部的bug。

这一章以后我就再也不介绍更多的工具了，每章的内容大部分是代码，以及少许的语法。然而，我也会说起少许工具，咱们能够用它来真正了解发生了什么，以及更好地了解常见的错误和问题。

安装 Valgrind

你能够用OS上的包管理器来安装Valgrind，可是我想让你学习如何从源码安装程序。这涉及到下面几个步骤：

• 下载源码的归档文件来得到源码

• 解压归档文件，将文件提取到你的电脑上

• 运行./configure来创建构建所需的配置

• 运行make来构建源码，就像以前所作的那样

• 运行sudo make install来将它安装到你的电脑

下面是执行以上步骤的脚本，我想让你复制它：

# 1) Download it (use wget if you don't have curl)
curl -O http://valgrind.org/downloads/valgrind-3.6.1.tar.bz2

# use md5sum to make sure it matches the one on the site
md5sum valgrind-3.6.1.tar.bz2

# 2) Unpack it.
tar -xjvf valgrind-3.6.1.tar.bz2

# cd into the newly created directory
cd valgrind-3.6.1

# 3) configure it
./configure

# 4) make it
make

# 5) install it (need root)
sudo make install

按照这份脚本，可是若是 Valgrind 有新的版本请更新它。若是它不能正常执行，也请试着深刻研究缘由。

使用 Valgrind

使用 Valgrind 十分简单，只要执行valgrind theprogram，它就会运行你的程序，随后打印出你的程序运行时出现的全部错误。在这个练习中，咱们会崩溃在一个错误输出上，而后会修复它。

首先，这里有一个ex3.c的故意出错的版本，叫作ex4.c。出于练习目的，将它再次输入到文件中：

#include <stdio.h>

/* Warning: This program is wrong on purpose. */

int main()
{
    int age = 10;
    int height;

    printf("I am %d years old.\n");
    printf("I am %d inches tall.\n", height);

    return 0;
}

你会发现，除了两个经典的错误外，其他部分都相同：

• 没有初始化height变量

• 没有将age变量传入第一个printf函数

你会看到什么

如今咱们像一般同样构建它，可是不要直接运行，而是使用Valgrind来运行它（见源码："使用Valgrind构建并运行 ex4.c"）：

$ make ex4
cc -Wall -g    ex4.c   -o ex4
ex4.c: In function 'main':
ex4.c:10: warning: too few arguments for format
ex4.c:7: warning: unused variable 'age'
ex4.c:11: warning: 'height' is used uninitialized in this function
$ valgrind ./ex4
==3082== Memcheck, a memory error detector
==3082== Copyright (C) 2002-2010, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==3082== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==3082== Command: ./ex4
==3082== 
I am -16775432 years old.
==3082== Use of uninitialised value of size 8
==3082==    at 0x4E730EB: _itoa_word (_itoa.c:195)
==3082==    by 0x4E743D8: vfprintf (vfprintf.c:1613)
==3082==    by 0x4E7E6F9: printf (printf.c:35)
==3082==    by 0x40052B: main (ex4.c:11)
==3082== 
==3082== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
==3082==    at 0x4E730F5: _itoa_word (_itoa.c:195)
==3082==    by 0x4E743D8: vfprintf (vfprintf.c:1613)
==3082==    by 0x4E7E6F9: printf (printf.c:35)
==3082==    by 0x40052B: main (ex4.c:11)
==3082== 
==3082== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
==3082==    at 0x4E7633B: vfprintf (vfprintf.c:1613)
==3082==    by 0x4E7E6F9: printf (printf.c:35)
==3082==    by 0x40052B: main (ex4.c:11)
==3082== 
==3082== Conditional jump or move depends on uninitialised value(s)
==3082==    at 0x4E744C6: vfprintf (vfprintf.c:1613)
==3082==    by 0x4E7E6F9: printf (printf.c:35)
==3082==    by 0x40052B: main (ex4.c:11)
==3082== 
I am 0 inches tall.
==3082== 
==3082== HEAP SUMMARY:
==3082==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==3082==   total heap usage: 0 allocs, 0 frees, 0 bytes allocated
==3082== 
==3082== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==3082== 
==3082== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==3082== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
==3082== ERROR SUMMARY: 4 errors from 4 contexts (suppressed: 4 from 4)
$

注

若是你运行了Valgrind，它显示一些相似于by 0x4052112: (below main) (libc-start.c:226)的东西，而不是main.c中的行号，你须要使用valgrind --track-origins=yes ./ex4命令来运行你的Valgrind。因为某些缘由，valgrind的Debian和Ubuntu上的版本会这样，可是其它的不会。

上面那段输出很是长，由于Valgrind在明确地告诉你程序中的每一个错误都在哪儿。让咱们从开头逐行分析一下（行号在左边，你能够参照）：

1

你执行了一般的make ex4来构建它。确保你看到的cc命令和它同样，而且带有-g选项，不然Valgrind的输出不会带上行号。

2~6

要注意编译器也会向你报告源码的错误，它警告你“向格式化函数传入了过少的变量”，由于你忘记包含age变量。

7

而后使用valgrind ./ex4来运行程序。

8

以后Valgrind变得十分奇怪，并向你报错：

　　14~18

　　在main (ex4.c:11)（意思是文件ex4.c的main函数的第11行）的那行中，有“大小为8的未初始化的值”。你经过查看错误找到了它，而且在它下面看到了“栈踪影”。最开始看到的那行(ex4.c:11)在最下面，若是你不明白哪里出错了，你能够向上看，好比printf.c:35。一般最下面的一行最重要（这个例子中是第18行）。

　　20~24

　　下一个错误位于 main 函数中的 ex4.c:11。Valgrind不喜欢这一行，它说的是一些 if 语句或者 while 循环基于一个未初始化的值，在这个例子中是height。

　　25~35

　　剩下的错误都大同小异，由于这个值还在继续使用。

37~46

最后程序退出了，Valgrind显示出一份摘要，告诉你程序有多烂。

这段信息读起来会至关多，下面是你的处理方法：

• 不管何时你运行C程序而且使它工做，都应该使用Valgrind从新运行它来检查。

• 对于获得的每一个错误，找到“源码:行数”提示的位置，而后修复它。你能够上网搜索错误信息，来弄清楚它的意思。

• 一旦你的程序在Valgrind下不出现任何错误信息，应该就行了。你可能学会了如何编写代码的一些技巧。

在这个练习中我并不期待你立刻彻底掌握Valgrind，可是你应该安装而且学会如何快速使用它，以便咱们将它用于后面的练习。

附加题

• 按照上面的指导，使用Valgrind和编译器修复这个程序。

• 在互联网上查询Valgrind相关的资料。

• 下载另外一个程序并手动构建它。尝试一些你已经使用，但历来没有手动构建的程序。

• 看看Valgrind的源码是如何在目录下组织的，而且阅读它的Makefile文件。不要担忧，这对我来讲没有任何意义。