如何模拟内存分配错误

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何模拟内存分配错误

【英文标题】：How to simulate memory allocation errors

【发布时间】：2010-09-11 15:51:48

【问题描述】：

我的 C 应用程序使用第三个库，它们自己管理内存。 为了更健壮，我的应用程序有代码来处理由于缺少可用内存而导致的库函数失败。

我想测试这段代码，为此，我需要模拟由于内存不足而导致的失败。

为此推荐什么工具？ 我的环境是Linux/gcc。

【问题讨论】：

另见***.com/questions/1229241/…

【参考方案1】：

您可以使用ulimit 来限制用户可以使用的资源量，包括内存。因此，您创建了一个测试用户，将他们的内存使用限制在足以启动您的程序的范围内，然后看着它死掉:)

例子：

ulimit -m 64

将内存限制设置为 64kb。

【参考方案2】：

创建您自己的 malloc 包装器，它将随机返回 null 而不是有效指针。好吧，或者如果你想进行单元测试，它会一直失败。

【讨论】：

还有calloc、realloc、strdup，以及代码使用的任何其他内存分配函数。而且你会想要一种在构建发布时关闭此功能的方法。

【参考方案3】：

在过度使用内存的操作系统（例如 Linux 或 Windows）上，根本不可能处理内存不足错误。 malloc 可能会返回一个有效的指针，稍后，当您尝试取消引用它时，您的操作系统可能会确定您内存不足并终止该进程。

http://www.reddit.com/comments/60vys/how_not_to_write_a_shared_library/ 是一篇很好的文章。

【讨论】：

这种行为最近给我的项目造成了严重的痛苦。 man malloc 并在 BUGS 标题下查看。 echo /proc/sys/vm/overcommit_memory 如果为 2 则 overcommit 关闭。

这个答案是错误的。过度使用很容易被禁用，而其他因素，如ulimit 或整个虚拟地址空间的耗尽也可能导致分配失败。

如果您禁用过度使用，那么您将不再处于过度使用内存的系统上；我的评论是关于确实过度使用内存的系统。在许多情况下，程序员无法禁用过度使用。您指向 oom_pardon 讨论的链接非常有趣。 :)

【参考方案4】：

您可以编写自己的模拟库，使用与您的第 3 方库相同的界面来代替它。您还可以使用 LD_PRELOAD 覆盖 3rd 方库的选定函数。

【参考方案5】：

我可以给出一个 Linux（也许是 POSIX）特定版本：__malloc_hook、__realloc_hook、__free_hook。这些在 malloc.h 中声明。

编辑：稍加说明：这些是函数指针（有关确切声明，请参见 malloc.h 及其手册页），但请注意：这些并不完全是标准，只是 GNU 扩展。因此，如果便携性是一个问题，请不要使用它。

与平台无关的解决方案可能是声明一个 malloc 宏。如果您正在测试，这将调用一个钩子和真正的 malloc。

memhook.h:

#define malloc(s)    (my_malloc(s))

memhook.c:

#include "memhook.h"
#undef malloc
#include <stdlib.h>

等等

您可以使用它来检测泄漏、随机分配失败等。

【讨论】：

malloc 宏无助于模拟 3rd 方库中的故障 - 它们已经通过调用原始 malloc 进行编译。不过，LD_PRELOAD 会有所帮助。

【参考方案6】：

此外，您应该使用Valgrind 对其进行测试并获得有关您程序的内存行为的真正有用的报告

【讨论】：

子工具叫做massif。 massif 是一个堆分析器。它测量您的程序使用了多少堆内存。它将生成一个日志和一个后记 (.ps) 图表。

【参考方案7】：

您可以在头文件中设置一个定义，以便在使用 malloc 时返回 NULL：

通常 malloc 将通过以下方式受到保护：

if ((int *x = malloc(sizeof(int))) == NULL)

   return NULL;

所以你使用定义来强制返回 NULL；伪代码示例：

# define malloc(X) NULL

并检查您是否遇到段错误

【参考方案8】：

你想要 bash 中的 ulimit 命令。尝试

help ulimit

在 bash shell 提示符下。

【讨论】：

我不是西部最快的枪。甚至 esat 也会出现。

【参考方案9】：

（作为之前一些答案的补充）

查看“Electric Fence”以获取可以与可执行文件一起使用的 malloc 拦截库的示例（例如，使用 LD_PRELOAD 技巧）。

一旦你拦截了 malloc，你可以使用任何你想触发失败的东西。随机触发的故障将是对系统各个部分的良好压力测试。您还可以根据请求的内存量修改失败概率。

顺便说一句，你的想法很有趣，显然我想对我的一些代码做一些事情......

【参考方案10】：

您可能想查看一些面向恢复的计算站点，例如Berkeley/Stanford ROC group。我之前听过其中一些人的谈话，他们使用代码在 C 运行时中随机注入错误。在他们的页面底部有一个指向他们的 FIT 工具的链接。

【讨论】：

工具名好像是FIG，不是FIT。

【参考方案11】：

看看the way sqlite3 does this。他们执行广泛的单元测试，包括内存不足测试。

您可能还想查看their page on malloc，尤其是Section 4.0。