C++(Qt)软件调试---内存调试器Dr.Memory（21）

C++(Qt)软件调试—内存调试器Dr. Memory（21）

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1、概述🐜

Dr. Memory 是一种开源内存监控工具，能够识别与内存相关的编程错误。例如

• 内存泄漏检测
• 内存越界检测
• 重复释放内存
• 空指针、野指针检测
• 堆栈溢出检测
• 内存分配和释放跟踪
• （在 Windows 上）句柄泄漏检测
• GDI API 使用错误以及访问未保留的线程本地存储槽

同类型工具还有Valgrind、Deleaker 、Asan、VLD、heob等；

• Valgrind不适应于Windows；
• Asan速度快，但在Windows上也不是很好用，VS2019以后版本开始支持，linux下使用；
• Deleaker 是windows下Valgrind的替代，不过是收费的；
• VLD支持Windows，以头文件引入，简单易用；
• Heob适用于Windows，可集成到Qt Creator；
• Dr.Memory开源免费，支持跨平台，不需要参与程序编译。

在性能上Dr. Memory 比包括 Valgrind 在内的同类工具更快。（有时候还是有点慢）

本文会讲解如何使用Dr.Memory以及在Qt Creator和Visual Studio中集成Dr.Memory。

演示环境：

• 系统：

  • Windows11

• 编辑器：

  • Visual Studio 2017
  • Qt Creator10.0.2
  • VS Code

• 编译器：

  • MSVC2017-32
  • MSVC2017-64
  • MinGW32
  • MinGW64

• Dr.Memory版本

  • DrMemory-Windows-2.6.19989.msi
  • DrMemory-Windows-2.3.18696.zip
  • DrMemory-Windows-2.4.18900.zip

2、安装Dr.Memory🪲

支持系统：Windows、Linux 和 Mac 系统。

支持编译器：g++、MinGW、MSVC。

目前不支持使用 Cygwin、gcc 或 g++ 构建的应用程序。

使用Dr.Memory需要包含调试符号。

详细说明

下载 (drmemory.org)

github下载

• 这里我使用的是DrMemory 2.3、2.4、2.6三个版本；

  • 2.6版本适用于MSVC2017-64、MinGW64，不适用于MSVC2017-32、MinGW32；
  • 2.3、2.4版本适用于MSVC2017-32、MSVC2017-64、MinGW64，不适用于MinGW32。

• 下载完成后直接双击进行安装，安装目录为D:\DrMemory；

• 如果是使用**.msi安装包**进行安装的会自动添加到环境变量；

• 如果是使用**.zip压缩包**，那解压后可选择添加到环境变量，或者使用时用绝对路径访问。

3、命令行使用Dr.Memory🦗

测试代码

/****************************************************************** \file   ConsoleApplication4.cpp* \brief  测试Dr.Memory代码，如果编译不通过则打开属性、C/C++、常规、关闭SDL检查* * \author MHF* \date   September 2024*********************************************************************/
#include <iostream>using namespace std;// 内存泄漏
void test1()
{int*p = new int;cout << p << endl;
}// 非法访问内存
void test2()
{char *p = new char[10];delete[] p;*p = 123;
}
// 使用未初始化变量
void test3()
{int a;int b = a;
}
// 重复释放内存
void test4()
{char * p = new char;free(p);free(p);
}int main()
{test1();test2();test3();test4();cout << "hello" << endl;return 0;
}

• 编译完成后，进入可执行程序所在路径；
• 鼠标右键选择【在终端中打开】或者打开cmd进入可执行程序所在路径；

• 输入drmemory.exe -ignore_kernel .\ConsoleApplication4.exe指令启动Dr.Memory调试；
• 注意：drmemory.exe如果在环境变量中无法访问到则需要使用绝对路径；
• 启动时一般会报异常，弹出弹窗，则需要使用-ignore_kernel选项，再出现弹窗，点击确认后就可以生成分析报告。
  • -ignore_kernel选项跳过在不受支持的内核版本上运行的通常致命的使用错误，继续向下执行。
• 检测完成后默认会自动打开分析报告文件。

• 默认生成检测报告文件位置如下图所示，默认生成路径为用户目录下或者DrMemory安装路径下：
  • C:\Users\MHF\AppData\Roaming\Dr. Memory
  • D:\DrMemory-2.3\drmemory\logs\

• 使用 -logdir选项可指定检测报告的生成路径

4、Qt Creator集成使用Dr.Memory🐉

在Qt Creator中有两种方式运行Dr.Memory。

1. 以外部工具启动：
   • 一次配置适用于所有工程、多个编译器；
   • 可添加依赖库环境变量；
   • 可配置快捷键启动；
   • 需要使用时再运行。
2. 以运行配置启动：
   • 一次配置只适用于当前配置的工程、当前配置的编译器；
   • 可添加依赖库环境变量；
   • 不能配置快捷键启动；
   • 每次程序编译运行时都会启动。

1.1 以外部工具启动

1. 打开【编辑】【Preferences】，打开【首选项】窗口；

   

2. 选择【环境】【外部工具】【添加】，名称命名为Dr.Memory；

   

3. 主要需要配置【执行档】【参数】【Base environment】3项；

   • 执行档： Dr.Memory可执行程序路径；

   • 参数： Dr.Memory程序运行的参数，其中可使用QT内置的宏来替换可执行程序路径、输出文件路径等；

   • Base environment： 程序运行所需的环境变量，如果选择【系统环境变量】则当环境变量中找不到Qt动态库时则Dr.Memory会运行失败，所以如果是使用到Qt库的程序，可选择【Curent Build Environment】或者【Curent Run Environment】，这样程序运行时会自动链接到Qt动态库。如果有第三方依赖，则可在【环境】项中添加对应的依赖环境变量。

   • QT内置宏使用： 在【参数】项输入栏右侧点击图标，在打开的窗口中选择内置宏，不同版本的Qt Creator内置宏有一定区别；

     

     

   • 配置完成后我的参数是-logdir %{CurrentDocument:Project:RunConfig:Executable:NativePath} -lib_blocklist "*.dll" -ignore_kernel -- %{CurrentDocument:Project:RunConfig:Executable:FilePath}；

   • 然后点击【确认】后，就可以在【工具】【外部】【Dr.Memory】启动Dr.Memory检测当前程序；

     

   • 如果觉得每次都打开菜单很麻烦，则可选择配置快捷键；

   • 打开【首选项】【环境】【键盘】，过滤器输入Dr.Memory；

   • 选中【Dr.Memory】项后，点击【Record】，然后按下自己习惯的快捷键组合，就可以设置Dr.Memory启动快捷键了，注意快捷键不要存在冲突。

     

   • 按下快捷键后启动Dr.Memory，启动会比较慢，注意Dr.Memory在程序运行结束后才会给出报告，所以当程序运行后，退出程序运行，然后才会打开检测报告。

     

1.2 以运行配置启动

1. 点击【项目】，在【构建和运行】中选中编译器【运行】；

   

2. 选中编译器的【运行】后，在【运行】项中点击【添加】【自定义执行档】；

3. 【执行档】输入Dr.Memory路径；

4. 【Command line arguments】输入Dr.Memory参数；

5. 【工作目录】这里设置的是运行目录，用于在-logdir ./指定生成检测报告的路径；

6. 在【环境】项中找到【Path】项，选中后点击【Edit】，添加当前编译器的动态库路径或者使用到的其它依赖库路径，便于运行时通过环境变量链接到动态库，否则找不到动态库则会运行失败。

   

   

7. 配置完成后，直接编译运行程序，就会自动启动Dr.Memory进行检测分析；

   

5、Visual Studio集成使用Dr.Memory🐑

在“工具”菜单上添加和管理外部工具 - Visual Studio (Windows) | Microsoft Learn

1. 在菜单栏选中【工具】【外部工具】；

   

2. 打开【外部工具】窗口后，点击【添加】，分别输入标题、命令、参数，输入栏右侧的三角形图标按键打开可选择使用VS内置宏；

   

3. 编译完成程序后可点击【工具】【Dr.Memory】选项启动Dr.Memory对当前可执行程序进行分析；

   

4. 如果觉得打开菜单操作复杂，可以选择给外部工具命令添加快捷键；

5. 点击【工具】【选项】；

   

6. 打开【选项】窗口后，选择【环境】【键盘】，在【显示目录包含】位置输入工具.外部命令；

7. 由于我的Dr.Memory是第四条命令，所以我选择的是工具.外部命令4，选中选项后鼠标点击下方的【按快捷键】输入栏，然后按下设置的快捷键组合，如果快捷键已经被使用了则会在【快捷键的当前使用对象】位置显示，如果没被使用则点击【分配】，然后点击确认就设置完成了。

   

6、Dr.Memory选项🪰

• 在线文档
• 离线文档：安装路径下D:\DrMemory\docs。

7、常见问题及解决办法🐐

1. Dr.Memory检测所有动态库，导致速度慢，生成的报告文件内容非常多，大部分都是无效内容；

   • 使用-lib_blocklist 选项指定动态库不进行检测；

2. 生成的检测报告文件找不到在哪；

   • 默认生成路径在用户目录下或者Dr.Memory安装路径下；
   • 可使用 -logdir 选项指令生成路径；

3. 在检测完成后没有打开报告文件；

   • 可能是使用了-visual_studio选项；

4. 初次运行Dr.Memory启动很慢；

   • 显示内容如下所示：

     WARNING: System call information is missing for this operating system version.  Attempting to auto-generate system call information...
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\ntdll.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\kernelbase.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\kernel32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\gdi32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\imm32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\user32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\win32u.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\ntdll.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\kernelbase.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\kernel32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\gdi32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\imm32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\user32.dll is readable
     drsys_find_sysnum_libs: C:\Windows\system32\win32u.dll is readable
     Symbol cache directory is "D:\DrMemory-2.3\drmemory\logs\symcache"
     Fetching symbols for "C:\Windows\system32\ntdll.dll", attempt #0
     Successfully fetched or found symbols at "D:\DrMemory-2.3\drmemory\logs\symcache\symbols\ntdll.pdb\3F9B0A9DA2F01CB5571242F6EE73BFD61\ntdll.pdb"
     Fetching symbols for "C:\Windows\system32\kernelbase.dll", attempt #0
     

   • 默认会检测所有动态库，所以初次启动时会查找所有动态库的pdb符号表，所以会比较慢。

5. 启动Dr.Memory时出现弹窗，内容如下所示：

   ~~Dr. M~~ System call information is missing for this operating system: WinVer=105;Rel=2009;Build=22631;Edition=CoreCountrySpecific.  Restarting to trigger auto-generation of system call information.  Re-run with -ignore_kernel to attempt to continue instead.
   

   • 使用-ignore_kernel选项后关闭弹窗；
   • 或者直接关闭弹窗，等下载完符号表后，后续就不会出现了。

6. Dr.Memory启动失败，提示信息如下所示：

   ~~Dr.M~~ WARNING: unable to locate results file: can't open E:\test\ConsoleApplication4\Debug\/resfile.66196 (code=2).
   Dr. Memory failed to start the target application, perhaps due to
   interference from invasive security software.
   Try disabling other software or running in a virtual machine.
   WARNING: Examine the following unusual libraries in this process to help identify
   invasive software that may have affected the target application:C:\Windows\System32\bcrypt.dllPlease file a bug about this at http://drmemory.org/issues
   ~~Dr.M~~ WARNING: application exited with abnormal code 0xffffffff
   

   • 不同版本的Dr.Memory都可能存在一些问题，例如Dr.Memory2.6用于MSVC2017-32编译的程序时就会失败，改为使用Dr.Memory2.3就正常了。

7. Dr.Memory启动失败，提示信息如下：

   ~~Dr.M~~ WARNING: libraries needed by the application are missing.  Check that it runs successfully on its own and check that all needed libraries are in its directory or on the PATH.
   ~~Dr.M~~ WARNING: application exited with abnormal code 0xc0000135
   

   • 这是由于需要检测的可执行程序启动失败，找不到依赖库，需要将动态库复制到当前路径下或者将动态库路径添加进环境变量。

8、参考🐹

drmemory官网

Dr. Memory Runtime 选项参考 (drmemory.org)

用于 MSBuild 命令和属性的常用宏 | Microsoft Learn

标识并自定义键盘快捷方式 - Visual Studio (Windows) | Microsoft Learn