无法用 ASan 或需要精确内存错误/缓存/调用图/堆分析时…

当程序疑似内存泄漏、越界、释放后使用、未初始化读取，或需要不依赖 root 的缓存/调用图/堆分配分析时，用 Valgrind 各工具排查。

适用场景

解决思路

1. Memcheck 编译：用 `-g -O1` 获得最佳结果；`-O0` 也可；避免 `-O2`+，因为可能产生误报。
2. 运行 Memcheck：`valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --show-leak-kinds=all --track-origins=yes --error-exitcode=1 ./prog [args]`
3. `--leak-check=full`：默认只给摘要，开启完整泄漏详情。
4. `--show-leak-kinds=all`：默认只显示 definite，显示所有泄漏类型。
5. `--track-origins=yes`：默认 no，显示未初始化值来源，较慢。
6. `--error-exitcode=N`：默认 0，发现错误时以 N 退出，用于 CI 集成。
7. `--log-file=file`：默认 stderr，保存报告到文件。
8. `--suppressions=file`：默认 none，抑制已知误报。
9. `--gen-suppressions=yes`：默认 no，为错误打印 suppression 指令。
10. `--max-stackframe=N`：默认 2000000，深栈时增大。
11. `--malloc-fill=0xAB`：默认 off，填充已分配内存以检测未初始化使用。
12. `--free-fill=0xCD`：默认 off，填充已释放内存以检测释放后使用。
13. Memcheck 输出格式示例：`==12345== Invalid read of size 4` 后跟调用栈；`Address ... is 0 bytes after a block of size 40 alloc'd` 指出分配位置。
14. `Invalid read`/`Invalid write`：越界访问；检查数组边界。
15. `Use of uninitialised value`：写前读取；用 `--track-origins=yes`。
16. `Invalid free`/`double free`：malloc/free 不匹配；检查所有权。
17. `Definitely lost`：没有指针可达该块；明确泄漏。
18. `Indirectly lost`：通过另一泄漏块间接丢失；通常意味着有一个根泄漏。
19. `Possibly lost`：指针可能指向块中间；自定义分配器下常为误报。
20. 泄漏类型 `Definitely lost`：无指针指向块。
21. 泄漏类型 `Indirectly lost`：通过另一个 lost 块丢失。
22. 泄漏类型 `Possibly lost`：指针指向块内部。
23. 泄漏类型 `Still reachable`：退出时仍有指针存在；不是泄漏但从未释放。
24. 对库代码：用 `--show-leak-kinds=definite,indirect` 减少 still-reachable 噪声。
25. 生成 suppression：`valgrind --gen-suppressions=yes ./prog 2>&1 | grep -A20 '{'`
26. 编写 suppression 文件，例如 `valgrind.supp` 中条目 `{ openssl_uninit Memcheck:Cond fun:SHA256_Init ... }`
27. 使用 suppression 文件：`valgrind --suppressions=valgrind.supp ./prog`
28. Cachegrind 运行：`valgrind --tool=cachegrind ./prog`
29. Cachegrind 输出：`cachegrind.out.PID`
30. 注释源码：`cg_annotate cachegrind.out.12345 --auto=yes`
31. 对比两次运行：`cg_diff cachegrind.out.before cachegrind.out.after`
32. Cachegrind 关键指标：`I1mr`/`ILmr` 为 L1/LL 指令缓存未命中率。
33. Cachegrind 关键指标：`D1mr`/`DLmr` 为 L1/LL 数据读未命中率。
34. Cachegrind 关键指标：`D1mw`/`DLmw` 为 L1/LL 数据写未命中率。
35. Callgrind 运行：`valgrind --tool=callgrind --callgrind-out-file=callgrind.out ./prog`
36. 分析 Callgrind：`callgrind_annotate callgrind.out`
37. 用 KCachegrind GUI 可视化：`kcachegrind callgrind.out`
38. Callgrind 比 perf 慢，但无需 root 且提供精确调用次数。
39. Massif 运行：`valgrind --tool=massif ./prog`
40. 可视化 Massif：`ms_print massif.out.PID | less`
41. Massif GUI：`massif-visualizer massif.out.PID`
42. Massif 显示堆使用随时间变化；用于找峰值分配点和跟踪渐进泄漏。
43. 性能注意：Valgrind Memcheck 比原生慢约 10–50 倍；用更短的代表性工作负载。
44. 在 CI 中用 `--error-exitcode=1` 快速失败。
45. 开发期间用 ASan（`-fsanitize=address`）做更快内存检查。
46. 仅在 ASan 无法使用时保留 Valgrind，例如旧工具链、类生产环境。
47. 比较 Valgrind vs ASan 见 `references/valgrind-vs-asan.md`。
48. 相关替代：更快 ASan/UBSan 见 `skills/runtimes/sanitizers`；CPU 级 profiling 见 `skills/profilers/linux-perf`；可视化 Callgrind 输出见 `skills/profilers/flamegraphs`。

适用边界 · 注意事项

• 不要在 Memcheck 下使用 `-O2` 及以上优化，否则可能产生误报。
• 当开发中可用 ASan 且需要快速迭代内存检查时，不要用 Valgrind 作主要工具；它慢约 10–50 倍。
• 当需要 CPU 级 profiling 或无法承受 Valgrind 的 slowdown 时，改用 `perf` 等；Cachegrind/Callgrind 也较慢。