草庐IT

c++ - 批评我的非侵入式堆调试器

coder 2023-06-03 原文

这是昨天 Critique my heap debugger 的后续。正如 bitc 所建议的,我现在将有关已分配 block 的元数据保存在单独的手写哈希表中。

堆调试器现在检测到以下类型的错误:

  1. 内存泄漏(现在有更详细的调试输出)
  2. 传递给 delete 的非法指针(也负责双重删除)
  3. 错误的删除形式(数组与非数组)
  4. 缓冲区溢出
  5. 缓冲区下溢

欢迎讨论,提前致谢!

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <new>

namespace
{
    // I don't want to #include <algorithm> for a single function template :)
    template <typename T>
    void my_swap(T& x, T& y)
    {
        T z(x);
        x = y;
        y = z;
    }

    typedef unsigned char byte;

    const byte CANARY[] = {0x5A, 0xFE, 0x6A, 0x8D,
                           0x5A, 0xFE, 0x6A, 0x8D,
                           0x5A, 0xFE, 0x6A, 0x8D,
                           0x5A, 0xFE, 0x6A, 0x8D};

    bool canary_dead(const byte* cage)
    {
        bool dead = memcmp(cage, CANARY, sizeof CANARY);
        if (dead)
        {
            for (size_t i = 0; i < sizeof CANARY; ++i)
            {
                byte b = cage[i];
                printf(b == CANARY[i] ? "__ " : "%2X ", b);
            }
            putchar('\n');
        }
        return dead;
    }

    enum kind_of_memory {AVAILABLE, TOMBSTONE, NON_ARRAY_MEMORY, ARRAY_MEMORY};

    const char* kind_string[] = {0, 0, "non-array memory", "    array memory"};

    struct metadata
    {
        byte* address;
        size_t size;
        kind_of_memory kind;

        bool in_use() const
        {
            return kind & 2;
        }

        void print() const
        {
            printf("%s at %p (%d bytes)\n", kind_string[kind], address, size);
        }

        bool must_keep_searching_for(void* address)
        {
            return kind == TOMBSTONE || (in_use() && address != this->address);
        }

        bool canaries_alive() const
        {
            bool alive = true;
            if (canary_dead(address - sizeof CANARY))
            {
                printf("ERROR:    buffer underflow at %p\n", address);
                alive = false;
            }
            if (canary_dead(address + size))
            {
                printf("ERROR:     buffer overflow at %p\n", address);
                alive = false;
            }
            return alive;
        }
    };

    const size_t MINIMUM_CAPACITY = 11;

    class hashtable
    {
        metadata* data;
        size_t used;
        size_t capacity;
        size_t tombstones;

    public:

        size_t size() const
        {
            return used - tombstones;
        }

        void print() const
        {
            for (size_t i = 0; i < capacity; ++i)
            {
                if (data[i].in_use())
                {
                    printf(":( leaked ");
                    data[i].print();
                }
            }
        }

        hashtable()
        {
            used = 0;
            capacity = MINIMUM_CAPACITY;
            data = static_cast<metadata*>(calloc(capacity, sizeof(metadata)));
            tombstones = 0;
        }

        ~hashtable()
        {
            free(data);
        }

        hashtable(const hashtable& that)
        {
            used = 0;
            capacity = 3 * that.size() | 1;
            if (capacity < MINIMUM_CAPACITY) capacity = MINIMUM_CAPACITY;
            data = static_cast<metadata*>(calloc(capacity, sizeof(metadata)));
            tombstones = 0;

            for (size_t i = 0; i < that.capacity; ++i)
            {
                if (that.data[i].in_use())
                {
                    insert_unsafe(that.data[i]);
                }
            }
        }

        hashtable& operator=(hashtable copy)
        {
            swap(copy);
            return *this;
        }

        void swap(hashtable& that)
        {
            my_swap(data, that.data);
            my_swap(used, that.used);
            my_swap(capacity, that.capacity);
            my_swap(tombstones, that.tombstones);
        }

        void insert_unsafe(const metadata& x)
        {
            *find(x.address) = x;
            ++used;
        }

        void insert(const metadata& x)
        {
            if (2 * used >= capacity)
            {
                hashtable copy(*this);
                swap(copy);
            }
            insert_unsafe(x);
        }

        metadata* find(void* address)
        {
            size_t index = reinterpret_cast<size_t>(address) % capacity;
            while (data[index].must_keep_searching_for(address))
            {
                ++index;
                if (index == capacity) index = 0;
            }
            return &data[index];
        }

        void erase(metadata* it)
        {
            it->kind = TOMBSTONE;
            ++tombstones;
        }
    } the_hashset;

    struct heap_debugger
    {
        heap_debugger()
        {
            puts("heap debugger started");
        }

        ~heap_debugger()
        {
            the_hashset.print();
            puts("heap debugger shutting down");
        }
    } the_heap_debugger;

    void* allocate(size_t size, kind_of_memory kind) throw (std::bad_alloc)
    {
        byte* raw = static_cast<byte*>(malloc(size + 2 * sizeof CANARY));
        if (raw == 0) throw std::bad_alloc();

        memcpy(raw, CANARY, sizeof CANARY);
        byte* payload = raw + sizeof CANARY;
        memcpy(payload + size, CANARY, sizeof CANARY);

        metadata md = {payload, size, kind};
        the_hashset.insert(md);
        printf("allocated ");
        md.print();
        return payload;
    }

    void release(void* payload, kind_of_memory kind) throw ()
    {
        if (payload == 0) return;

        metadata* p = the_hashset.find(payload);

        if (!p->in_use())
        {
            printf("ERROR:   no dynamic memory at %p\n", payload);
        }
        else if (p->kind != kind)
        {
            printf("ERROR:wrong form of delete at %p\n", payload);
        }
        else if (p->canaries_alive())
        {
            printf("releasing ");
            p->print();
            free(static_cast<byte*>(payload) - sizeof CANARY);
            the_hashset.erase(p);
        }
    }
}

void* operator new(size_t size) throw (std::bad_alloc)
{
    return allocate(size, NON_ARRAY_MEMORY);
}

void* operator new[](size_t size) throw (std::bad_alloc)
{
    return allocate(size, ARRAY_MEMORY);
}

void operator delete(void* payload) throw ()
{
    release(payload, NON_ARRAY_MEMORY);
}

void operator delete[](void* payload) throw ()
{
    release(payload, ARRAY_MEMORY);
}

int main()
{
    int* p = new int[1];
    delete p;   // wrong form of delete
    delete[] p; // ok
    delete p;   // no dynamic memory (double delete)

    p = new int[1];
    p[-1] = 0xcafebabe;
    p[+1] = 0x12345678;
    delete[] p; // underflow and overflow prevent release
                // p is not released, hence leak
}

最佳答案

确实很好。您的金丝雀实际上可以揭示一些真实的上溢/下溢情况(尽管并非所有这些情况都像 Matthieu 指出的那样)。

还有什么。您可能会在使用多线程应用程序时遇到一些问题。也许保护哈希表免受并发访问?

现在您记录了每次分配和解除分配,您可以(如果愿意)提供有关正在测试的程序的更多信息。在任何给定时间了解分配的总数和平均数量可能会很有趣?分配的总字节数、最大字节数、最小字节数和平均字节数,以及分配的平均生命周期。

如果你想比较不同的线程,至少对于 Pthreads,你可以用 pthread_self() 来识别它们。这个堆调试器可以成为一个非常有用的分析工具。

关于c++ - 批评我的非侵入式堆调试器,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/2835416/

有关c++ - 批评我的非侵入式堆调试器的更多相关文章

  1. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx? - 2

    我的瘦服务器配置了nginx,我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例,但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点? 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器,例如server{listen80;server

  2. ruby-on-rails - 如何在我的 Rails 应用程序 View 中打印 ruby​​ 变量的内容? - 2

    我是一个Rails初学者,但我想从我的RailsView(html.haml文件)中查看Ruby变量的内容。我试图在ruby​​中打印出变量(认为它会在终端中出现),但没有得到任何结果。有什么建议吗?我知道Rails调试器,但更喜欢使用inspect来打印我的变量。 最佳答案 您可以在View中使用puts方法将信息输出到服务器控制台。您应该能够在View中的任何位置使用Haml执行以下操作:-puts@my_variable.inspect 关于ruby-on-rails-如何在我的R

  3. ruby-on-rails - 无法让 rspec、spork 和调试器正常运行 - 2

    GivenIamadumbprogrammerandIamusingrspecandIamusingsporkandIwanttodebug...mmm...let'ssaaay,aspecforPhone.那么,我应该把“require'ruby-debug'”行放在哪里,以便在phone_spec.rb的特定点停止处理?(我所要求的只是一个大而粗的箭头,即使是一个有挑战性的程序员也能看到:-3)我已经尝试了很多位置,除非我没有正确测试它们,否则会发生一些奇怪的事情:在spec_helper.rb中的以下位置:require'rubygems'require'spork'

  4. ruby - 我可以将我的 README.textile 以正确的格式放入我的 RDoc 中吗? - 2

    我喜欢使用Textile或Markdown为我的项目编写自述文件,但是当我生成RDoc时,自述文件被解释为RDoc并且看起来非常糟糕。有没有办法让RDoc通过RedCloth或BlueCloth而不是它自己的格式化程序运行文件?它可以配置为自动检测文件后缀的格式吗?(例如README.textile通过RedCloth运行,但README.mdown通过BlueCloth运行) 最佳答案 使用YARD直接代替RDoc将允许您包含Textile或Markdown文件,只要它们的文件后缀是合理的。我经常使用类似于以下Rake任务的东西:

  5. jquery - 我的 jquery AJAX POST 请求无需发送 Authenticity Token (Rails) - 2

    rails中是否有任何规定允许站点的所有AJAXPOST请求在没有authenticity_token的情况下通过?我有一个调用Controller方法的JqueryPOSTajax调用,但我没有在其中放置任何真实性代码,但调用成功。我的ApplicationController确实有'request_forgery_protection'并且我已经改变了config.action_controller.consider_all_requests_local在我的environments/development.rb中为false我还搜索了我的代码以确保我没有重载ajaxSend来发送

  6. ruby - JetBrains RubyMine 3.2.4 调试器不工作 - 2

    使用Ruby1.9.2运行IDE提示说需要gemruby​​-debug-base19x并提供安装它。但是,在尝试安装它时会显示消息Failedtoinstallgems.Followinggemswerenotinstalled:C:/ProgramFiles(x86)/JetBrains/RubyMine3.2.4/rb/gems/ruby-debug-base19x-0.11.30.pre2.gem:Errorinstallingruby-debug-base19x-0.11.30.pre2.gem:The'linecache19'nativegemrequiresinstall

  7. java - 我的模型类或其他类中应该有逻辑吗 - 2

    我只想对我一直在思考的这个问题有其他意见,例如我有classuser_controller和classuserclassUserattr_accessor:name,:usernameendclassUserController//dosomethingaboutanythingaboutusersend问题是我的User类中是否应该有逻辑user=User.newuser.do_something(user1)oritshouldbeuser_controller=UserController.newuser_controller.do_something(user1,user2)我

  8. ruby-on-rails - 如何调试 cucumber 测试? - 2

    我有:When/^(?:|I)follow"([^"]*)"(?:within"([^"]*)")?$/do|link,selector|with_scope(selector)doclick_link(link)endend我打电话的地方:Background:GivenIamanexistingadminuserWhenIfollow"CLIENTS"我的HTML是这样的:CLIENTS我一直收到这个错误:.F-.F--U-----U(::)failedsteps(::)nolinkwithtitle,idortext'CLIENTS'found(Capybara::Element

  9. ruby - 使用 `+=` 和 `send` 方法 - 2

    如何将send与+=一起使用?a=20;a.send"+=",10undefinedmethod`+='for20:Fixnuma=20;a+=10=>30 最佳答案 恐怕你不能。+=不是方法,而是语法糖。参见http://www.ruby-doc.org/docs/ProgrammingRuby/html/tut_expressions.html它说Incommonwithmanyotherlanguages,Rubyhasasyntacticshortcut:a=a+2maybewrittenasa+=2.你能做的最好的事情是:

  10. ruby-on-rails - 测试我的 Ruby gem:Shoulda::Matchers:Module (NoMethodError) 的未定义方法 `configure' - 2

    我正在开发我的第一个Rubygem,并捆绑了cucumber、rspec和shoulda-matches进行测试。当我运行rspec时,出现以下错误:/app/my_gem/spec/spec_helper.rb:6:in`':undefinedmethod`configure'forShoulda::Matchers:Module(NoMethodError)这是我的gem规范:#my_gem.gemspec...Gem::Specification.newdo|spec|......spec.add_development_dependency"activemodel"spec.a

随机推荐