Valgrind对ROS程序的可视化分析

2021-12-03 15:24:21

Valgrind查找内存泄露利器

Valgrind是一个GPL的软件，用于Linux（For x86, amd64 and ppc32）程序的内存调试和代码剖析。你可以在它的环境中运行你的程序来监视内存的使用情况，比如C 语言中的malloc和free或者 C++中的new和 delete。使用Valgrind的工具包，你可以自动的检测许多内存管理和线程的bug，避免花费太多的时间在bug寻找上，使得你的程序更加稳固。

Memcheck 工具主要检查下面的程序错误：

使用未初始化的内存 (Use of uninitialised memory)

使用已经释放了的内存 (Reading/writing memory after it has been free’d)

使用超过 malloc分配的内存空间(Reading/writing off the end of malloc’d blocks)

对堆栈的非法访问 (Reading/writing inappropriate areas on the stack)

申请的空间是否有释放 (Memory leaks – where pointers to malloc’d blocks are lost forever)

malloc/free/new/delete申请和释放内存的匹配(Mismatched use of malloc/new/new [] vs free/delete/delete [])

src和dst的重叠(Overlapping src and dst pointers in memcpy() and related functions)

Callgrind

Callgrind收集程序运行时的一些数据，函数调用关系等信息，还可以有选择地进行cache模拟。在运行结束时，它会把分析数据写入一个文件。callgrind_annotate可以把这个文件的内容转化成可读的形式。

Cachegrind

它模拟 CPU中的一级缓存I1,D1和L2二级缓存，能够精确地指出程序中 cache的丢失和命中。如果需要，它还能够为我们提供cache丢失次数，内存引用次数，以及每行代码，每个函数，每个模块，整个程序产生的指令数。这对优化程序有很大的帮助。

Helgrind

它主要用来检查多线程程序中出现的竞争问题。Helgrind寻找内存中被多个线程访问，而又没有一贯加锁的区域，这些区域往往是线程之间失去同步的地方，而且会导致难以发掘的错误。Helgrind实现了名为” Eraser” 的竞争检测算法，并做了进一步改进，减少了报告错误的次数。

Massif

堆栈分析器，它能测量程序在堆栈中使用了多少内存，告诉我们堆块，堆管理块和栈的大小。

Massif能帮助我们减少内存的使用，在带有虚拟内存的现代系统中，它还能够加速我们程序的运行，减少程序停留在交换区中的几率。

安装

源码下载文档

tar jxvf valgrind-3.14.0.tar.bz2
cd valgrind-3.14.0/
./autogen.sh
./configure --prefix=/home/pony/valgrind
make
make install
sudo gedit ~/.bashrc
    export PATH=$PATH:~/valgrind/bin/
source ~/.bashrc

基于ROS使用Valgrind

ROS中用到第三方库，在编译第三方库的时候，加上 -g 选项，以供调用该库时调试。

roscore

在编译ROS包的时候，使用如下命令编译：

catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug  
roscore
valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes --log-file=valgrind.log ./devel/lib/package_foo/executable_bar

您将无法获得有用的内存统计信息。这是因为rosrun在一个单独的过程中生成了您的节点。要解决此问题，可以直接调用可执行文件

valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes --log-file=valgrind.log rosrun package_foo executable_bar

…详情请参照古月居

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