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嵌入式软件出现内存泄漏的时候,如何进行排查和分析?

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发表于 昨天 17:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师
- P$ ?4 y. N2 c关注我,一起变得更加优秀!1.内存泄漏问题原理1.1堆内存在C代码中的存储方式内存泄漏问题只有在使用堆内存的时候才会出现,栈内存不存在内存泄漏问题,因为栈内存会自动分配和释放。C代码中堆内存的申请函数是malloc,常见的内存申请代码如下:' }) O  [5 i' l  P1 U8 S. b
char *info = NULL;    /**转换后的字符串**/
% Y/ K# t0 F4 z* ]info = (char*)malloc(NB_MEM_SPD_INFO_MAX_SIZE);4 p$ |. V, q2 s" m( u0 w
if( NULL == info)
0 l6 m& S0 \) }5 {2 j+ m( A{- E7 p8 L0 C. ?$ F7 _
    (void)tdm_error("malloc error!) X# l6 I6 {7 ?8 J8 S  k3 n
");) g) A  r9 B  M5 Y5 x, f
    return NB_SA_ERR_HPI_OUT_OF_MEMORY;
  m" {# \2 W& |/ U8 o}. c, O- ^) \* W  ?& q
由于malloc函数返回的实际上是一个内存地址,所以保存堆内存的变量一定是一个指针(除非代码编写极其不规范)。
/ Y# k+ R' B! N# e7 _- }再重复一遍,保存堆内存的变量一定是一个指针,这对本文主旨的理解很重要。当然,这个指针可以是单指针,也可以是多重指针。
) B: {9 C% V* `( l$ s; }malloc函数有很多变种或封装,如g_malloc、g_malloc0、VOS_Malloc等,这些函数最终都会调用malloc函数。
2 ^6 t. h" a* U5 e! D1.2堆内存的获取方法看到本小节标题,可能有些同学有疑惑,上一小节中的malloc函数,不就是堆内存的获取方法吗?
- }  r, u& c' U2 T: ^的确是,通过malloc函数申请是最直接的获取方法,如果只知道这种堆内存获取方法,就容易掉到坑里了。一般的来讲,堆内存有如下两种获取方法:
( k5 h/ ^1 C- \6 Q$ o1 C方法一:将函数返回值直接赋给指针,一般表现形式如下:
4 O& H3 X  A! m, H" y% Xchar *local_pointer_xx = NULL;
' l; |4 C1 J0 N5 v  }* g' Rlocal_pointer_xx = (char*)function_xx(para_xx, …);
# V: j& Y3 ~" t0 J该类涉及到内存申请的函数,返回值一般都指针类型,例如:
4 c/ p6 ?" c' G# U+ V7 Z& ?GSList* g_slist_append (GSList   *list, gpointer  data);! I6 w) v# g& Z9 V$ q- |# w; v
方法二:将指针地址作为函数返回参数,通过返回参数保存堆内存地址,一般表现形式如下:
9 B: ^3 a2 O: l7 ^; Q5 s* yint ret;
( o0 L* [2 g/ ]* c% S/ [' o8 \char *local_pointer_xx = NULL;    /**转换后的字符串**/4 T# D+ E) @1 U& M! v! T- q, J4 z# T
ret = (char*)function_xx(..., &local_pointer_xx, ...);0 J2 w4 T* _; l  L7 E+ J
该类涉及到内存申请的函数,一般都有一个入参是双重指针,例如:' X  b+ M4 z0 x; U8 D: l
__STDIO_INLINE _IO_ssize_t;8 ]9 U0 E- Z( r0 p- c- }$ L6 p4 g
getline (char **__lineptr, size_t *__n, FILE *__stream);0 }. ]) G8 \  c# X4 U# c
前面说通过malloc申请内存,就属于方法一的一个具体表现形式。其实这两类方法的本质是一样的,都是函数内部间接申请了内存,只是传递内存的方法不一样,方法一通过返回值传递内存指针,方法二通过参数传递内存指针。
  f) }9 |0 R( k& ]4 }1.3内存泄漏三要素最常见的内存泄漏问题,包含以下三个要素:
* b6 s! Q. A5 X. B) M要素一:函数内有局部指针变量定义;4 w) h7 o6 c. V8 E
要素二:对该局部指针有通过上一小节中“两种堆内存获取方法”之一获取内存;, Z1 m1 ?) Z% N
要素三:在函数返回前(含正常分支和异常分支)未释放该内存,也未保存到其它全局变量或返回给上一级函数。2 g- Z* ?  u) [- u/ [3 @$ G
1.4内存释放误区稍微使用过C语言编写代码的人,都应该知道堆内存申请之后是需要释放的。但为何还这么容易出现内存泄漏问题呢?
( ^; }  e9 J0 h: u, T5 ]9 [一方面,是开发人员经验不足、意识不到位或一时疏忽导致;另一方面,是内存释放误区导致。很多开发人员,认为要释放的内存应该局限于以下两种:% Y; e9 m8 U  P5 ?1 G/ t- T8 p# Q7 h3 |
1) 直接使用内存申请函数申请出来的内存,如malloc、g_malloc等;. J: y% N. `5 G+ N; i/ o1 r2 Z7 ]% E
2)该开发人员熟悉的接口中,存在内存申请的情况,如iBMC的兄弟,都应该知道调用如下接口需要释放list指向的内存:4 S8 u- u" b! l% W' _& z! D
dfl_get_object_list(const char* class_name, GSList **list);
8 h9 \5 g5 w; W7 A1 N6 X按照以上思维编写代码,一旦遇到不熟悉的接口中需要释放内存的问题,就完全没有释放内存的意识,内存泄漏问题就自然产生了。
4 F4 X7 v8 Z8 Z+ b3 o2.内存泄漏问题检视方法检视内存泄漏问题,关键还是要养成良好的编码检视习惯。与内存泄漏三要素对应,需
2 A! ~5 J/ U5 J  H0 i; q3 T要做到如下三点:) C: j/ Z+ ?+ w9 m. o8 j" B* I
1) 在函数中看到有局部指针,就要警惕内存泄漏问题,养成进一步排查的习惯- I% ?. k8 ]& [7 G$ Q
2) 分析对局部指针的赋值操作,是否属于前面所说的“两种堆内存获取方法”之一,如果是,就要分析函数返回的指针到底指向啥?
# R. V6 n% G5 T& p( W) m! x是全局数据、静态数据还是堆内存?对于不熟悉的接口,要找到对应的接口文档或源代码分析;又或者看看代码中其它地方对该接口的引用,是否进行了内存释放;- a, ]9 i; V7 R0 y4 a( u
3) 如果确认对局部指针存在内存申请操作,就需要分析该内存的去向,是会被保存在全局变量吗?又或者会被作为函数返回值吗?如果都不是,就需要排查函数所有有”return“的地方,保证内存被正确释放。
3 k- X& L" O$ p原文:https://my.oschina.net/u/4526289/blog/4539592
2 `: Z- d, r* f+ b
/ X; z0 p3 M2 l0 `1 |-END-7 r5 i5 q' E: j6 f
往期推荐:点击图片即可跳转阅读6 a+ X% h, n8 |# f) `/ u
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                                                                                        2025年,抽屉里的嵌入式开发板,早就已经写满了岁月的痕迹!
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# W1 i2 Q$ S) @                                                                                        一些不太成熟的嵌入式系统设计观念!
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                                                                & Q7 B4 X7 m8 m1 j* ~1 Y  }
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                                                                                2 j  l* Y$ W5 n

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; P. a$ _. y4 z" a% M4 w我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师
$ v3 [; `/ z  C" U; c2 f, W关注我,一起变得更加优秀!) ]8 j% M$ U& V5 H% h& a( ?8 H$ C& P) z

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