A Valgrind debug feladatokhoz – elsősorban memória debughoz, memóriaszivárgás-érzékeléshez és teljesítményméréshez (profiling) – használatos programozói eszköz. A Valgrind név maga a skandináv mitológiából ered, ott a Valhalla főbejáratát jelöli.[3]

Valgrind
Fejlesztő The Valgrind Developers
Legfrissebb stabil
kiadás
3.15.0 (stabil verzió, 2019. április 14.)[1]
Legfrissebb fejlesztői kiadásismeretlen +/-
Programozási nyelv C
Operációs rendszer GNU/Linux/Mac OS X/Android[2]
Kategória Profiler, memoria debugger
Licenc GNU General Public License
A Valgrind weboldala

A Valgrindet eredetileg ingyenes memória debuggernek tervezték x86 alapú Linux rendszerekhez, de egy általános keretrendszerré fejlődött, amivel dinamikus elemzőeszközök készíthetőek, például profilerek. (Számos eszköz része a keretrendszernek, de felépítéséből eredően bővíthető újabb eszközökkel.) A programot számos Linux alapú projekt használja tesztelésre.[4]

A program eredeti szerzője Julian Seward, aki 2006-ban díjat nyert (Google-O'Reilly Open Source Díj, második hely) a Valgrinden végzett munkájáért.[5][6] Sokan mások is jelentősen hozzájárultak a projekthez, többek közt Cerion Armour-Brown, Jeremy Fitzhardinge, Tom Hughes, Nicholas Nethercote, Paul Mackerras, Dirk Mueller, Josef Weidendorfer és Robert Walsh.[7]

A Valgrind a szabad szoftver GNU General Public License alatt lett terjesztve.

ÁttekintésSzerkesztés

A Valgrind alapvetően egy virtuális gép, ami futásidejű fordítás (JIT) technikát alkalmaz. Az eredeti (vizsgálandó) program kódjából semmi sem fut közvetlenül a hoszt processzoron, ehelyett a Valgrind először átfordítja a programot egy átmeneti, egyszerűbb formára, ezt köztes reprezentációnak (Intermediate Representation) hívják, ami egy processzor-független forma. Az átfordítás után az eszköz (lásd lentebb) szabadon átalakíthatja ezt a köztes kódot, majd végül a Valgrind visszafordítja az átalakított kódot és futtatja a hoszt processzoron. Ez a kódátfordítás lelassítja a program futását, tipikusan négy-ötször lassabban fut egy Valgrinddel elemzett program az eredetihez képest.

EszközökSzerkesztés

Több eszköz is be van építve a Valgrind programba és számos külső eszköz is elérhető. Az alapértelmezett és leggyakrabban használt eszköz a Memcheck. A Memcheck extra utasításokat szúr be lényegében minden utasítás köré, amelyekkel követi a memóriakezelés érvényességét. (Használat előtt inicializálva van-e a memóriaterület, és így tovább.)

A Memcheck lecseréli a szabványos C memória lefoglalót a saját implementációjával, amely minden lefoglalt memória körül „memóriaőröket” tartalmaz. Ez képessé teszi arra, hogy érzékelje, ha a program olvas vagy ír kicsivel a lefoglalt memórián kívül.

A Memcheck által felismert hibák:

  • Inicializálatlan memória használata
  • Írás/olvasás korábban már felszabadított memóriaterületről
  • Írás/olvasás a lefoglalt memórián (kicsivel) kívülről
  • Memóriaszivárgás

Az ára mindezeknek a teljesítmény. Egy Memcheckkel futtatott program tipikusan 5-20x lassabban fut, mintha a Valgrind nélkül futna, és több memóriát is használ. Mindezek miatt kevés fejlesztő futtatja a kódját egyfolytában Memcheck alatt, leggyakrabban csak hibakeresés során használják egy-egy adott hiba felderítésére. Ezen felül használják programok érvényesítésére: megnézik, hogy a program nem tartalmaz-e olyan rejtett hibát, amelyet a Memcheck képes érzékelni.

A Memcheck eszközön felül a Valgrind még számos másik eszközt is tartalmaz:

Még számos külső fejlesztésű eszköz elérhető a Valgrindhez.

Támogatott platformokSzerkesztés

A Valgrind 3.3.0 verziója támogatja a Linuxot x86, x86-64 és PowerPC rendszereken. Léteznek nem hivatalos portok más UNIX-szerű rendszerekre (például FreeBSD,[8] NetBSD[9] és Mac OS X[10]). Jelenleg nincs port Microsoft Windows rendszerekre és nincs is a rövid távú tervek közt ilyen, de van egy kísérleti verzió, amely képes a Wine programon keresztül Windows programokat debuggolni Linux rendszereken futtatva.

KorlátokSzerkesztés

A teljesítménycsökkenés mellett komoly korlátja a Valgrindnek, hogy nem képes detektálni a statikusan foglalt adatok esetében a tömbhatár-átlépést. A következő kód hiba nélkül át fog jutni a Memcheck eszközön a Valgrindben, a nyilvánvaló hibák ellenére.

  int Static[5];

  int func(void)
  {
    int Stack[5];

    Static[5] = 0;  /* Hiba - Static[0]-tól Static[4]-ig létezik, de Static[5] már kívül van*/
    Stack [5] = 0;  /* Hiba - Stack[0]-tól  Stack[4]-ig létezik,  de Stack[5] már kívül van */

    return 0;
  }

A fontosságát az adja ennek a hiba típusnak, hogy ezek a hibák sebezhetővé teszik a programot puffer túlcsordulásos támadással szemben.

HivatkozásokSzerkesztés

  1. valgrind-3.15.0 is available. (Hozzáférés: 2019. április 20.)
  2. Valgrind release notes
  3. Valgrind FAQ
  4. valgrind.org's list of users
  5. valgrind.org's list of awards
  6. Google-O'Reilly Open Source Awards - Hall of Fame
  7. A Valgrind fejlesztői
  8. Valgrind FreeBSD port. [2008. október 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. március 9.)
  9. Valgrind NetBSD port. [2006. február 9-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. március 9.)
  10. Valgrind Mac OS X port

Külső hivatkozásokSzerkesztés

ForrásokSzerkesztés