C语言多线程内存管理模块
摘要：一个多线程动态内存管理模块，可以有效地检测C语言中内存泄漏和内存越界等错误。
1原理
●分配
通过重新改写内存分配函数，把调用时的信息保存在一个节点中，节点中包括此内存分配的首地址，大小以及分配所在的源文件、函数、行号，并用一个HASH表来保存所有节点。
●越界检测
为了检测写越界的错误，在用户申请的内存前后各增加了一定大小的内存作为监测区域，并初始化成预定值（0xdeadbeef）。如果发生越界写操作时，预定值就会发生改变，即可检测到越界操作错误。
●释放
重新改写内存释放函数free，释放时节点从HASH表中删除并进行越界检测。
●查看
手动调用show_memory()或show_memory_summary()查看内存使用情况并进行越界检测。
以下涉及内存分配和内存释放的函数被重新改写：
1.malloc
2.calloc
3.realloc
4.strdup
5.strndup
6.asprintf
7.vasprintf
HASH表如下图所示：
节点结构如下：
static struct mm_region
{
struct mm_region *next;
char file[40]; /* 分配所在的文件 */
char func[40]; /* 分配所在的函数 */
unsigned int lineno; /* 分配所在的行 */
size_t len; /* 内存分配的大小 */
unsigned int fence; /* 内存起始边界,用于头越界检测 */
unsigned char data[0]; /* 用户内存分配首地址，malloc等函数返回以此为首地址的len长度的一块内存 */
} *regions[SOME_PRIME];
内存中一条节点的结构：
2测试
步骤:
1.引入头文件：在需要检测的C/C++文件中引入”mm.h”头文件；
2.查看内存使用情况：调用show_memory()函数查看本文件中内存泄漏详细情况，或调用
show_memory_summary()函数查看本文件中内存泄漏统计情况。
2.1内存泄漏
2.1.1测试代码
#include
/* 加入头文件mm.h */
#include"mm.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
char *mp = NULL;
char *cp = NULL;
mp = (char *)malloc(6);
cp = (char *)calloc(1,10);
/* 查看内存泄漏 */
show_memory();
show_memory_summary();
return 0;
}
2.1.2测试结果
2.2内存越界
2.2.1测试代码
#include
/* 加入头文件mm.h */
#include"mm.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
char *mp = NULL;
mp = (char *)malloc(6);
/* 越界操作 */
memset(mp,0, 10);
/* 释放或查看内存时检测 */
free(mp);
return 0;
}
2.2.2测试结果
2.3释放错误
此类错误包括：
1.释放空指针
2.释放野指针
3.重复释放
4.内存释放的起始地址与内存分配的起始地址不一致2.3.1测试代码
#include
/* 加入头文件mm.h */
#include"mm.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
char *mp = NULL;
mp = (char *)malloc(6);
free(mp);
/* 重复释放*/
free(mp);
return 0;
}
2.3.2测试结果
3源码
两个文件：”mm.h”和“mm.c”
3.1mm.h
/*
* mm.h
*
* memory usage debugging (from Asterisk)
*/
#ifndef __MM_H__
#define __MM_H__
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* Undefine any macros */
#undef malloc
#undef calloc
#undef free
#undef realloc
#undef strdup
#undef strndup
#undef asprintf
#undef vasprintf
void *__mm_calloc(size_t nmemb, size_t size, const char *file, int lineno, const char *func);
void *__mm_malloc(size_t size, const char *file, int lineno, const char *func); void __mm_free(void *ptr, const char *file, int lineno, const char *func);
void *__mm_realloc(void *ptr, size_t size, const char *file, int lineno, const char *func);
char *__mm_strdup(const char *s, const char *file, int lineno, const char *func); char *__mm_strndup(const char *s, size_t n, const char *file, int lineno, const char
