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在嵌入式设备中使用Malloc Hook的试验

豆豆网技术应用频道 2007年03月28日【字号：小中大】收藏本文

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本文详细介绍在嵌入式设备中使用Malloc Hook的试验

　　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
",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
",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。

责编：豆豆技术应用

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