如何通过wrap malloc定位C/C++的内存泄漏问题

如果要通过 wrap malloc 定位 C/C++ 的内存泄漏问题，我会按照以下步骤进行：

1. 使用 wrap malloc

wrap malloc 是一个 Linux 平台提供的工具，它可以拦截程序中的内存分配函数，比如 malloc 和 realloc，来实现内存泄漏的定位。首先需要安装 libwrap0-dev：

sudo apt-get update
sudo apt-get install libwrap0-dev

在编译程序时，需要将 --wrap=malloc 选项传递给编译器：

gcc -Wl,--wrap=malloc program.c -o program

2. 分析输出

运行程序后，wrap malloc 会在标准输出中输出内存分配的信息。我们可以通过重定向标准输出来保存这些信息：

./program 2>&1 >log.txt

在 log.txt 文件中将会出现所有的 malloc 调用，以及它们的返回值、参数等信息。我们可以通过观察这些信息来判断程序是否存在内存泄漏问题。

示例说明一：内存泄漏定位

下面是一个示例程序 leak.c，它会导致内存泄漏：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void func(int n)
{
    int *p = malloc(n * sizeof(int));
    // 手动释放内存的代码被注释掉了
    // free(p);
}

int main()
{
    func(10);
    func(20);
    return 0;
}

首先需要编译这个程序并启用 wrap malloc：

gcc -Wl,--wrap=malloc leak.c -o leak

然后运行程序并重定向输出：

./leak 2>&1 >log.txt

在 log.txt 文件中，可以发现 malloc 函数被调用了两次，但只有一次被 free 函数释放掉了。这说明程序存在内存泄漏。

示例说明二：动态库内存泄漏

在开发动态库时，内存泄漏问题也会经常出现。下面是一个简单示例，它会在动态库中导致内存泄漏：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stddef.h>

static void * (*real_malloc)(size_t size) = NULL;

void * malloc(size_t size)
{
    if (real_malloc == NULL) {
        real_malloc = dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");
    }

    void *p = real_malloc(size);
    return p;
}

void func()
{
    malloc(10);
}

int main()
{
    void *handle = dlopen("./libtest.so", RTLD_NOW);
    if (handle == NULL) {
        printf("dlopen failed: %s\n", dlerror());
        return -1;
    }

    void (*test_func)() = dlsym(handle, "test_func");
    if (test_func == NULL) {
        printf("dlsym failed: %s\n", dlerror());
        dlclose(handle);
        return -1;
    }

    test_func();

    dlclose(handle);
    return 0;
}

在这个程序中，malloc 函数被重写为拦截器函数，并通过 dlsym 函数动态链接到了动态库中。在动态库中调用 malloc 函数后，即使程序退出，内存仍然没有被释放掉，导致内存泄漏。

我们可以通过以下步骤来找到内存泄漏位置：

1. 编译程序并启用 wrap malloc：

gcc -Wl,--wrap=malloc -ldl main.c -o main
gcc -shared test.c -fPIC -o libtest.so

1. 运行程序并重定向标准输出：

./main 2>&1 >log.txt

1. 在 log.txt 中搜索动态库中的 malloc，找到最后一次被调用的位置：

[Wed Jun  9 12:16:48 2021] malloc(10) = 0x55de3fa1b010

1. 查找调用栈：

#0  malloc@plt (size=10)
#1  0x7fb38a4e4d70 in func (/path/to/test.so+0x11d70)
#2  0x55de3fa1a1db in main (/path/to/main+0x1db)
#3  0x7fb389a5c152 in __libc_start_main (/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6+0x28152)
#4  0x55de3fa1a06d in _start (/path/to/main+0x6d)

可以看到，最后一次 malloc 调用发生在动态库中的 func 函数中，因此认为内存泄漏问题是由动态库导致的。

这就是如何通过 wrap malloc 定位 C/C++ 的内存泄漏问题的完整攻略和示例说明。