C/C++ 编译器中的内存泄漏检测答案

【问题标题】：Memory leak detection in C/C++ compilerC/C++ 编译器中的内存泄漏检测
【发布时间】：2016-07-05 16:40:26
【问题描述】：

可以在 C/C++ 编译器中构建堆内存泄漏检测吗？例如，在最简单的形式中，在语义分析期间，它会简单地计算分配的内存段（new/malloc 或其他）和每个内存段的delete/free 调用。然后给出一个关于它的编译时警告。

【问题讨论】：

IIRC 有一些库可以这样做，malloc()/free() 是大多数 ABI 库中的弱绑定函数，因此可以将它们替换为您自己的版本，或者来自另一个库的版本。
您有一些静态分析工具，例如 splint 可以这样做...但有些情况下您只能（轻松）确定运行时的内存泄漏（在这种情况下，您可能想查valgrind)
C++ 中的完美垃圾回收（=泄漏检测）相当于“停机问题”，因此一般无法解决。也就是说，有一些规则需要遵守，有一些你应该检查的可检测热点。如果是新代码，请尝试仅使用托管 ptrs，并且永远不要有没有 weak_ptr 的循环。如果是旧代码，请配置文件。如果你对代码有写访问权，你可能会做一些有趣的事情，比如在构造函数中将实例注册到全局数组并在析构函数中删除。在许多情况下，一个额外的基类就足够了。
根据标题，我预计您会说您运行 gcc 到 valgrind 并发现内存泄漏或其他问题

【解决方案1】：

请参阅 C++ 核心指南，这是一个分析代码以查找与 GSL 标准的偏差的工具。该标准具有可静态执行的编码规则，可排除内存泄漏的可能性。

【讨论】：

【解决方案2】：

好吧，也许你可以尝试一下，但你应该考虑以下几点：

您应该在整个程序模式下构建您的应用程序（在其他情况下您只能捕获非常琐碎的东西）。
您应该对指针进行非常复杂的数据流分析 - 想象一下，您为某个对象分配了内存，然后将该指针分配给另一个对象。而且您在程序的任何地方都只释放其中一个。或者您可以将此指针放入某个容器中。
大型应用程序中可能有数十万个指针。所以分析需要大量的内存和时间。远远超出用户的意愿。
如果您进行了相当便宜和快速的分析，则将是不准确的。因此，您将不得不打印很多误报警告或只打印准确的警告，但对于大多数简单的事情

因此，作为一项学术研究，可能会非常有趣，但在现实生活中，我怀疑是否有可能做出令人满意的质量分析。

【讨论】：

【解决方案3】：

嗯，有 clang (LLVM) sanitizers。它们不是编译时的，而是向发出的程序添加运行时检测。

一般来说，对于行为取决于输入的代码，完全静态地完成工作是不可能的。独立的静态分析工具有一些启发式方法来跟踪各种代码路径，这已经有点像动态了。

仅检测代码并运行它（或像 valgrind 一样进行模拟）在概念上更简单，尽管它当然会减慢执行速度。

【讨论】：

【解决方案4】：

我们的CheckPointer 工具检测 MS 或 GCC C 程序以查找运行时发生的各种指针管理错误。

它会检测悬空指针，即超出它们起源的语言定义的内存区域的指针，包括指向堆栈内部区域的指针（这些是 Valgrind 无法找到的问题，因为它认为整个堆栈是引用的指针）。它还处理线程本地存储。

它会在可以报告此类错误的最早时间报告错误，这使得查找原因变得相当简单。

在运行结束时，它会生成一个已分配但未释放的存储块列表，以帮助追踪内存泄漏。

【讨论】：