c - Valgrind 如何能够访问已编译的 C 程序中内存分配的行号，我该怎么做？

Question

当我运行一个简单的 Valgrind 命令时，例如...

valgrind --leak-check=yes ./my_program

...Valgrind 产生的错误输出显示了源代码中内存分配的位置和释放位置。 Valgrind 如何做到这一点？我怎么能在程序代码中自己做到这一点？如果有帮助，我的 GCC makefile 中为编译定义的 CFLAGS 参数是:

CFLAGS=-c -Wall -Wextra -Wno-unused-parameter -Wno-unused-variable -g -Og -std=c11 -pedantic

Answer 1

the error output Valgrind produces shows where in the source code a memory allocation was made and where it was freed. How is Valgrind able to do this?

当您使用 valgrind 时，您不会直接启动您的程序。取而代之的是，valgrind 在一个允许它首先进行监控的环境中并通过方式来做到这一点。这包括但不限于用它自己的分配函数代替标准库的正常实现。正是这些可供选择的分配函数使 Valgrind 能够跟踪在二进制文件中发生分配和释放的位置。

当您使用 -g 选项编译时，将源代码行号与已编译二进制文件中的特定指令相关联所需的信息是二进制文件中包含的调试信息的一部分。如果省略 -g，您会发现 Valgrind 的输出关于错误位置的信息较少。

How I could I do this myself, in the code of the program?

您还可以提供自己的 malloc etc。和免费功能。您可以使它们在整个程序中使用，而不是标准库的版本，尽管细节可能部分取决于您的 C 实现。正确地做到这一点非常重要，细节取决于系统。

这些函数可以用来识别调用它们的点的方法更加重要且依赖于系统。 C 语言没有定义任何类型的内省(introspection)功能，因此您需要自己提供。

标准 C 也没有定义程序可以从它自己的二进制文件访问调试信息的任何方式，甚至没有定义任何可靠的方法来定位它自己的二进制文件，就此而言，“调试信息”。 Valgrind 在这方面比程序本身具有明显的优势:自从 valgrind 启动该程序后，valgrind 就能够知道它正在启动什么二进制文件。

那么，总的来说，答案是，如果您必须首先提出问题，那么您可能根本没有能力去做您提出的问题。相反，您应该寻找一个与您想要的功能足够接近的现有工具(可能是 valgrind 本身)，或者更改您的要求。特别是，您应该考虑@ryyker 的回答中描述的基于预处理器的机制是否提供了一种方法来足够接近您的想法。