Linux应用程序内存错误自动化测试研究

摘要

对于一个C/C++程序员来说,内存错误是一个常见的,也是令人头疼的问题。C/C++语言及其支持库本质上是不安全的,动态内存的手工分配和管理,极易在程序中引入内存错误。在使用动态内存分配的软件系统中,50％的软件故障与内存管理有关。常见的错误有内存泄漏、内存读写越界,内存的重复释放、空指针引用等。这些错误可能导致系统失效甚至崩溃,对系统的可靠性造成了很大的影响。
　　 本文正是以如何自动化测试Linux应用程序是否存在内存错误为研究课题,深入研究了C/C++内存分配和释放原理,对当前常见的内存错误检查工具进行了研究以及基于内存错误检查工具,开发出内存错误自动化测试系统。主要内容如下:
　　 1.研究C/C++应用程序堆内存分配和释放原理,内存使用常见错误和危害。
　　 2.研究分析Purify,Valgrind主流内存错误检查工具,重点研究Valgrind针对各种内存错误的检查效果,并以Valgrind为自动化测试内存错误的支撑工具。
　　 3.分析Valgrind内存错误检查报告,研究如何基于Valgrind工具进行内存错误自动化测试和验证,开发出基于Valgrind工具的内存错误自动化测试验证检查系统。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 当前内存错误检查方法

1.1.1 人工代码审查

1.1.2 静态工具扫描

1.1.3 动态检查内存错误

1.2 本论文研究课题和内容

1.3 研究本课题意义

第二章 Linux内存管理模型和机制

2.1 地址类型

2.2 分段模型

2.2.1 普通分段模型

2.2.2 Linux分段模型

2.3 分页模型

2.3.1 普通分页模型

2.3.2 Linux分页模型

2.4 Linux物理内存区域

2.5 Linux虚拟地址空间分布

2.5.1 内核空间

2.5.2 用户空间

2.6 Linux线程库

第三章 Linux应用程序内存结构、内存分配策略和原理、内存常见错误及危害

3.1 Linux程序内存空间分布

3.2 内存分配策略

3.3 堆内存分配和释放原理

3.4 内存分配常见错误及对策

3.4.1 内存泄漏发生方式

3.4.2 内存泄漏危害

第四章 内存错误自动化测试研究与实现

4.1 内存错误检测方案研究

4.2 内存错误检测实现策略

4.3 内存错误动态检查工具研究和比较

4.3.1 Purify内存错误检查工具研究

4.3.2 Valgrind内存错误检查工具研究

4.4 内存错误自动化测试方案分析和设计

4.5 内存错误自动化测试流程分析

4.6 内存错误自动化测试代码实现

4.6.1 内存错误自动化测试系统目录和文件规划

4.6.2 测试用例框架层实现

4.6.3 内存错误测试逻辑层实现

4.6.4 内存错误自动化测试验证

第五章 结束语

5.1 论文工作总结

5.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果