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在嵌入式设备中使用Malloc Hook的试验

2007-03-28      嵌入式在线      收藏 | 打印

  在嵌入式设备中,计划使用malloc hook来进行内存跟踪,以便测试程序的内存使用。

  试验1:

  在程序开始,增加了mtrace函数,定义环境变量MALLOC_TRACE。

  发现了两个问题:1、程序运行很慢 2、日志文件大小上升的很快,在嵌入式设备中,这样基本不可用。

  考虑变通方法,能否将mtrace的环境变量 MALLOC_TRACE定义为stdout,这样既不用写内存,又不会占用磁盘空间,输出可以通过telnet客户端来进行记录。

  解决方法:

  通过glibc的源代码可以看到,glibc通过fopen打开MALLOC_TRACE对应的文件。

  将MALLOC_TRACE=/dev/stdout,这样mtrace的所记录的日志,就全部打印在终端上。

  在有些嵌入式linux中,没有stdout。可以发现,/dev/stdout为一个连接文件,其真实指向是/proc/self/fd/1。我们将MALLOC_TRACE=/proc/self/fd/1也是可以的。

  试验2:

  在MALLOC_TRACE=/proc/self/fd/1后,运行测试程序。

  问题还是速度慢,看来速度的瓶颈不在于写磁盘。通过查看glibc的源代码,速度的瓶颈,主要在于

if (_dl_addr (caller, &info, NULL, NULL))
{
char *buf = (char *) "";
   if (info.dli_sname != NULL)
     {
       size_t len = strlen (info.dli_sname);
       buf = alloca (len + 6 + 2 * sizeof (void *));
       buf[0] = '(';
       __stpcpy (_fitoa (caller >= (const __ptr_t) info.dli_saddr
    ? caller - (const __ptr_t) info.dli_saddr
    : (const __ptr_t) info.dli_saddr - caller,
    __stpcpy (__mempcpy (buf + 1, info.dli_sname,
           len),
       caller >= (__ptr_t) info.dli_saddr
       ? "+0x" : "-0x"),
    16, 0),
   ")");
     }
   fprintf (mallstream, "@ %s%s%s[%p] ",
     info.dli_fname ?: "", info.dli_fname ? ":" : "",
     buf, caller);
 }

  立刻解析对应的代码。

  那么我们可以考虑,在程序运行的时候,不去做相应的解析,只是记录下当时的指针,事后再通过其他软件对数据解析。

  那么只能自己来写hook函数。

#include <malloc.h>

static void* (* old_malloc_hook) (size_t,const void *);
static void (* old_free_hook)(void *,const void *);
static void my_init_hook(void);
static void* my_malloc_hook(size_t,const void*);
static void  my_free_hook(void*,const void *);
void(*__malloc_initialize_hook)(void) = my_init_hook;
static void my_init_hook(void)
{
    old_malloc_hook = __malloc_hook;
    old_free_hook = __free_hook;
    __malloc_hook = my_malloc_hook;
    __free_hook = my_free_hook;
}
static void* my_malloc_hook(size_t size,const void *caller)
{
    void *result;
    __malloc_hook = old_malloc_hook;
    result = malloc(size);
    old_malloc_hook = __malloc_hook;
    printf("@%p + %p %#lx\n",caller,result,(unsigned long int)size);
    __malloc_hook = my_malloc_hook;
    return result;
}
static void my_free_hook(void *ptr,const void *caller)
{
    __free_hook = old_free_hook;
    free(ptr);
    old_free_hook = __free_hook;
    printf("@%p - %p\n",caller,ptr);
    __free_hook = my_free_hook;
}

  测试成功,对于速度影响不大,接下来的问题,便是如何解析log的内容。

  其实在日志中,如果分配和释放指针能够对应上,那么我们就没有必要关心对应的代码,剩余少量的对应不上的内存操作,我们才需要。因此通过指针找到对应代码的运算量应该不大。

  根据内存分配的日志,我们可以看到有哪些内存泄漏,可以看到最后堆的地址,从而判断堆所占用的物理内存空间。
 

本文来源:赛迪网技术社区    作者::popo
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