Valgrind

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Valgrind
Fejlesztő The Valgrind Developers
Legfrissebb stabil kiadás 3.8.1 (2012. szeptember 18.) +/-
Legfrissebb fejlesztői kiadás ismeretlen +/-
Operációs rendszer GNU/Linux/Mac OS X/Android[1]
Kategória Profiler, memoria debugger
Licenc GNU General Public License
A Valgrind weboldala

A Valgrind egy programozói eszköz debug feladatokhoz, elsősorban memória debug, memóriaszivárgás-detektáláshoz és teljesítményméréshez (profiling). A Valgrind név maga a skandináv mitológiából ered, ott a Valhalla főbejáratát jelöli.[2]

A Valgrindet eredetileg ingyenes memória debuggernek tervezték x86 alapú Linux rendszerekhez, de egy általános keretrendszerré fejlődött, amivel dinamikus elemzőeszközök készíthetőek, például profilerek. (Számos eszköz része a keretrendszernek, de felépítéséből eredően bővíthető újabb eszközökkel.) A programot számos Linux alapú projekt használja tesztelésre.[3]

A program eredeti szerzője Julian Seward, aki 2006-ban díjat nyert (Google-O'Reilly Open Source Díj, második hely) a Valgrinden végzett munkájáért.[4][5] Sokan mások is jelentősen hozzájárultak a projekthez, többek közt Cerion Armour-Brown, Jeremy Fitzhardinge, Tom Hughes, Nicholas Nethercote, Paul Mackerras, Dirk Mueller, Josef Weidendorfer és Robert Walsh.[6]

A Valgrind a szabad szoftver GNU General Public License alatt lett terjesztve.

Áttekintés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Valgrind alapvetően egy virtuális gép, ami futásidejű fordítás (JIT) technikát alkalmaz. Az eredeti (vizsgálandó) program kódjából semmi sem fut közvetlenül a hoszt processzoron, ehelyett a Valgrind először átfordítja a programot egy átmeneti, egyszerűbb formára, ezt köztes reprezentációnak (Intermediate Representation) hívják, ami egy processzor-független forma. A konverzió után az eszköz (lásd lentebb) szabadon transzformálhatja ezt a köztes kódot, majd végül a Valgrind visszafordítja a transzformált kódot és futtatja a hoszt processzoron. Ez a kódátfordítás lelassítja a program futását, tipikusan négy-ötször lassabban fut egy Valgrinddel elemzett program az eredetihez képest.

Eszközök[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Több eszköz is be van építve a Valgrind programba és számos külső eszköz is elérhető. Az alapértelmezett és leggyakrabban használt eszköz a Memcheck. A Memcheck extra utasításokat szúr be lényegében minden utasítás köre, amelyekkel követi a memóriakezelés validságát. (Használat előtt inicializálva van-e a memóriaterület, és így tovább.)

A Memcheck lecseréli a stanard C memória allokátort a saját implementációjával, ami tartalmaz memoria őröket minden allokált memória körül. Ez képessé teszi arra, hogy detektálja ha a program olvas vagy ír kicsivel az allokált memórián kívül.

A Memcheck által felismert hibák:

  • Inicializálatlan memória használata
  • Írás/olvasás korábban már felszabadított memóriaterületről
  • Írás/olvasás az allokált memórián (kicsivel) kívülről
  • Memóriaszivárgás

Az ára mindezeknek a teljesítmény. Egy Memcheck-kel futtatott program tipikusan 5-20x lassabban fut, mintha a Valgrind nélkül futna és több memóriát is használ. Mindezek miatt kevés fejlesztő futtatja a kódját egyfolytában Memcheck alatt, leggyakrabban csak hibakeresés során használják egy-egy specifikus hiba felderítésére. Ezen felül használják programok validálására, miszerint a program nem tartalmaz olyan rejtett hibát, amit a Memcheck képes érzékelni.

A Memcheck eszközön felül a Valgrind még számos másik eszközt is tartalmaz:

Még számos külső fejlesztésű eszköz elérhető a Valgrindhez.

Támogatott platformok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Valgrind 3.3.0 verziója támogatja a Linuxot x86, x86-64 és PowerPC rendszereken. Léteznek nem hivatalos portok más UNIX-szerű rendszerekre (például FreeBSD[7], NetBSD[8] és Mac OS X[9]). Jelenleg nincs port Microsoft Windows rendszerekre és nincs is a rövid távú tervek közt ilyen, de van egy kísérleti verzió, amely képes a Wine programon keresztül Windows programokat debuggolni Linux rendszereken futtatva.

Korlátok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A teljesítménycsökkenés mellett komoly korlátja a Valgrindnek, hogy nem képes detektálni a statikusan foglalt adatok esetében a tömbhatár-átlépést. A következő kód hiba nélkül át fog jutni a Memcheck eszközön a Valgrindben, a nyilvánvaló hibák ellenére.

  int Static[5];
 
  int func(void)
  {
    int Stack[5];
 
    Static[5] = 0;  /* Hiba - Static[0]-tól Static[4]-ig létezik, de Static[5] már kívül van*/
    Stack [5] = 0;  /* Hiba - Stack[0]-tól  Stack[4]-ig létezik,  de Stack[5] már kívül van */
 
    return 0;
  }

A fontosságát az adja ennek a hiba típusnak, hogy ezek a hibák sebezhetővé teszik a programot puffer túlcsordulásos támadással szemben.

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]