一种IROS中内存释放冲突检测方法与流程

本发明涉及智能机器人操作系统领域，具体涉及一种iros中内存释放冲突检测方法。

背景技术：

1、iros（intelligent robot operating system，下文简称“iros”）是智能机器人操作系统的简称，具备开源ros（robot operating system，简称“ros”）类似的功能，替代了ros的内核，提供了兼容ros的接口，解决了ros可靠性、性能、安全等相关的问题，并增加了新的功能，支持云化机器人开发、支持云边端通信、支持多机器人协作等。

2、iros提供消息、服务、参数等基础通信功能，并提供了基本兼容ros的c++ api。在基于iros和c/c++进行应用开发时，内存的申请和释放是经常用到的操作，正常情况下内存的申请和释放是成对的操作，申请的内存不用时需要释放，否则会造成内存泄漏，内存泄漏会系统内存不足，应用无法继续运行；同样如果同一块内存多次释放（内存释放冲突），则会造成应用崩溃，应用一样无法继续运行。基于c/c++开发的灵活性，在复杂的机器人应用逻辑中，对内存的申请和释放管理变得非常困难，一些开发工具可以帮助查找内存泄漏问题，但对于内存重复释放造成的系统崩溃还没有很好的解决办法。在用gdb等c/c++调试工具调测内存释放冲突问题时，经常报告的却是系统内存申请问题，误导开发者，因此内存释放冲突问题非常棘手。

技术实现思路

1、本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种iros中内存释放冲突检测方法，可以检测出内存释放是否有冲突及冲突的可能位置。

2、本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种iros中内存释放冲突检测方法，包括如下步骤：

4、a)采用新的内存申请api函数malloc_test替换函数malloc，采用新的内存申请api函数free_test替换函数free；

5、b)在函数malloc_test中调用系统原来的函数malloc，将函数malloc返回的内存地址值追加写入到malloc.txt文件中，每个地址值是一行，函数malloc_test最后返回函数malloc申请的内存地址；

6、c)在函数free_test中将释放的内存地址的值追加写入到free.txt文件中，每个地址值是一行，函数free_test最后调用系统原来的函数free真正释放内存；

7、d)在iros应用中使用函数malloc_test替换函数malloc，使用函数free_test替换函数free，当iros应用退出后，对malloc.txt文件内容进行排序形成新的文件malloc.sort，对free.txt文件内容进行排序形成新的文件free.sort；

8、e)利用diff工具比较文件malloc.sort和文件free.sort，如果两者一致，则判定该iros应用无内存释放冲突问题，也无内存泄露问题，如果文件free.sort的内容多于文件malloc.sort且文件free.sort中有重复的记录，则判定该iros应用有内存释放冲突问题，如果文件free.sort中有重复的记录，则判定该iros应用有内存释放冲突问题，如果文件malloc.sort的内容多于文件free.sort的内容，则转为人工判定。

9、进一步的，步骤a)中函数malloc_test采用与函数malloc一样的函数原型，函数free_test采用与函数free一样的函数原型。

10、进一步的，步骤b)中在函数malloc_test追加写入内存地址值时，采用一把函数内部静态锁，该函数内部静态锁使文件写前加锁，文件写后解锁。

11、进一步的，步骤c)中在函数free_test追加写入待释放内存地址值时，采用一把函数内部静态锁，该函数内部静态锁使文件写前加锁，文件写后解锁。

12、进一步的，还包括在步骤e)之后执行如下步骤：在函数free_test中添加宏_file_和_line_调用，将宏_file_和_line_调用值及待释放的内存地址值输出到文件free.debug中，根据文件free.sort重复的内存地址值记录和文件free.debug中的信息，将相同地址值记录的宏_file_和_line_调用位置确定为内存释放冲突的位置。

13、本发明的有益效果是：用新的内存申请和释放api替换glibc中的malloc和free，如用malloc_test替换malloc，用free_test替换free，malloc_test在执行原malloc的功能外，还对申请成功的内存地址进行记录，free_test在执行原free的功能外，还对释放的内存地址进行记录。对malloc_test记录的内存地址列表与free_test释放的内存地址列表进行比对，就能找出内存冲突是否冲突，可以检测出内存释放是否有冲突及冲突的可能位置，有助于iros应用开发人员进行内存问题调测，解决iros应用开发时内存释放冲突造成应用崩溃且难以查找的问题，对检测内存泄露也能达到较好的效果。

技术特征：

1.一种iros中内存释放冲突检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的iros中内存释放冲突检测方法，其特征在于：步骤a)中函数malloc_test采用与函数malloc一样的函数原型，函数free_test采用与函数free一样的函数原型。

3.根据权利要求1所述的iros中内存释放冲突检测方法，其特征在于：步骤b)中在函数malloc_test追加写入内存地址值时，采用一把函数内部静态锁，该函数内部静态锁使文件写前加锁，文件写后解锁。

4.根据权利要求1所述的iros中内存释放冲突检测方法，其特征在于：步骤c)中在函数free_test追加写入待释放内存地址值时，采用一把函数内部静态锁，该函数内部静态锁使文件写前加锁，文件写后解锁。

5.根据权利要求1所述的iros中内存释放冲突检测方法，其特征在于，还包括在步骤e)之后执行如下步骤：在函数free_test中添加宏_file_和_line_调用，将宏_file_和_line_调用值及待释放的内存地址值输出到文件free.debug中，根据文件free.sort重复的内存地址值记录和文件free.debug中的信息，将相同地址值记录的宏_file_和_line_调用位置确定为内存释放冲突的位置。

技术总结
一种IROS中内存释放冲突检测方法，用新的内存申请和释放API替换glibc中的malloc和free，如用malloc_test替换malloc，用free_test替换free，malloc_test在执行原malloc的功能外，还对申请成功的内存地址进行记录，free_test在执行原free的功能外，还对释放的内存地址进行记录。对malloc_test记录的内存地址列表与free_test释放的内存地址列表进行比对，就能找出内存冲突是否冲突，可以检测出内存释放是否有冲突及冲突的可能位置，有助于IROS应用开发人员进行内存问题调测，解决IROS应用开发时内存释放冲突造成应用崩溃且难以查找的问题，对检测内存泄露也能达到较好的效果。

技术研发人员：李朝铭
受保护的技术使用者：山东新一代信息产业技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29