Malloc replacements: add some C++14/17 comments
[valgrind.git] / README_DEVELOPERS
blob5b0a1bc6adba6db2d746c61c140fe4c48e72ffb1
1 Building and installing it
2 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
3 To build/install from the GIT repository or from a distribution
4 tarball, refer to the section with the same name in README.
6 Building and not installing it
7 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
8 To run Valgrind without having to install it, run coregrind/valgrind
9 with the VALGRIND_LIB environment variable set, where <dir> is the root
10 of the source tree (and must be an absolute path).  Eg:
12   VALGRIND_LIB=~/grind/head4/.in_place ~/grind/head4/coregrind/valgrind 
14 This allows you to compile and run with "make" instead of "make install",
15 saving you time.
17 Or, you can use the 'vg-in-place' script which does that for you.
19 I recommend compiling with "make --quiet" to further reduce the amount of
20 output spewed out during compilation, letting you actually see any errors,
21 warnings, etc.
24 Building a distribution tarball
25 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
26 To build a distribution tarball from the valgrind sources:
28   make dist
30 In addition to compiling, linking and packaging everything up, the command
31 will also attempt to build the documentation.
33 If you only want to test whether the generated tarball is complete and runs
34 regression tests successfully, building documentation is not needed.
36   make dist BUILD_ALL_DOCS=no
38 If you insist on building documentation some embarrassing instructions
39 can be found in docs/README.
42 Running the regression tests
43 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
44 To build and run all the regression tests, run "make [--quiet] regtest".
46 To run a subset of the regression tests, execute:
48   perl tests/vg_regtest <name>
50 where <name> is a directory (all tests within will be run) or a single
51 .vgtest test file, or the name of a program which has a like-named .vgtest
52 file.  Eg:
54   perl tests/vg_regtest memcheck
55   perl tests/vg_regtest memcheck/tests/badfree.vgtest
56   perl tests/vg_regtest memcheck/tests/badfree
59 Running the performance tests
60 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
61 To build and run all the performance tests, run "make [--quiet] perf".
63 To run a subset of the performance suite, execute:
65   perl perf/vg_perf <name>
67 where <name> is a directory (all tests within will be run) or a single
68 .vgperf test file, or the name of a program which has a like-named .vgperf
69 file.  Eg:
71   perl perf/vg_perf perf/
72   perl perf/vg_perf perf/bz2.vgperf
73   perl perf/vg_perf perf/bz2
75 To compare multiple versions of Valgrind, use the --vg= option multiple
76 times.  For example, if you have two Valgrinds next to each other, one in
77 trunk1/ and one in trunk2/, from within either trunk1/ or trunk2/ do this to
78 compare them on all the performance tests:
80   perl perf/vg_perf --vg=../trunk1 --vg=../trunk2 perf/
83 Debugging Valgrind with GDB
84 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
85 To debug the valgrind launcher program (<prefix>/bin/valgrind) just
86 run it under gdb in the normal way.
88 Debugging the main body of the valgrind code (and/or the code for
89 a particular tool) requires a bit more trickery but can be achieved
90 without too much problem by following these steps:
92 (1) Set VALGRIND_LAUNCHER to point to the valgrind executable.  Eg:
94       export VALGRIND_LAUNCHER=/usr/local/bin/valgrind
96     or for an uninstalled version in a source directory $DIR:
98       export VALGRIND_LAUNCHER=$DIR/coregrind/valgrind
99       export VALGRIND_LIB=$DIR/.in_place
101     VALGRIND_LIB is where the default.supp and vgpreload_ libraries
102     are found (which is under /usr/libexec/valgrind for an installed
103     version).
105 (2) Run gdb on the tool executable.  Eg:
107       gdb /usr/local/lib/valgrind/lackey-ppc32-linux
109     or
111       gdb $DIR/.in_place/memcheck-x86-linux
113 (3) Do "handle SIGSEGV SIGILL nostop noprint" in GDB to prevent GDB from
114     stopping on a SIGSEGV or SIGILL:
116     (gdb) handle SIGILL SIGSEGV nostop noprint
118     If you are using lldb, then the equivalent command is
120     (lldb) pro hand -p true -s false -n false SIGILL SIGSEGV
122 (4) Set any breakpoints you want and proceed as normal for gdb. The
123     macro VG_(FUNC) is expanded to vgPlain_FUNC, so If you want to set
124     a breakpoint VG_(do_exec), you could do like this in GDB:
126     (gdb) b vgPlain_do_exec
128 (5) Run the tool with required options (the --tool option is required
129     for correct setup), e.g.
131     (gdb) run --tool=lackey pwd
133 Steps (1)--(3) can be put in a .gdbinit file, but any directory names must
134 be fully expanded (ie. not an environment variable).
136 A different and possibly easier way is as follows:
138 (1) Run Valgrind as normal, but add the flag --wait-for-gdb=yes.  This
139     puts the tool executable into a wait loop soon after it gains
140     control.  This delays startup for a few seconds.
142 (2) In a different shell, do "gdb /proc/<pid>/exe <pid>", where
143     <pid> you read from the output printed by (1).  This attaches
144     GDB to the tool executable, which should be in the above mentioned
145     wait loop.
147 (3) Do "cont" to continue.  After the loop finishes spinning, startup
148     will continue as normal.  Note that comment (3) above re passing
149     signals applies here too.
152 Self-hosting
153 ~~~~~~~~~~~~
154 This section explains :
155   (A) How to configure Valgrind to run under Valgrind.
156       Such a setup is called self hosting, or outer/inner setup.
157   (B) How to run Valgrind regression tests in a 'self-hosting' mode,
158       e.g. to verify Valgrind has no bugs such as memory leaks.
159   (C) How to run Valgrind performance tests in a 'self-hosting' mode,
160       to analyse and optimise the performance of Valgrind and its tools.
162 (A) How to configure Valgrind to run under Valgrind:
164 (1) Check out 2 trees, "Inner" and "Outer".  Inner runs the app
165     directly.  Outer runs Inner.
167 (2) Configure Inner with --enable-inner and build as usual.
169 (3) Configure Outer normally and build+install as usual.
170     Note: You must use a "make install"-ed valgrind.
171     Do *not* use vg-in-place for the Outer valgrind.
173 (4) Choose a very simple program (date) and try
175     outer/.../bin/valgrind --sim-hints=enable-outer --trace-children=yes  \
176        --smc-check=all-non-file \
177        --run-libc-freeres=no --tool=cachegrind -v \
178        inner/.../vg-in-place --vgdb-prefix=./inner --tool=none -v prog
180 If you omit the --trace-children=yes, you'll only monitor Inner's launcher
181 program, not its stage2. Outer needs --run-libc-freeres=no, as otherwise
182 it will try to find and run __libc_freeres in the inner, while libc is not
183 used by the inner. Inner needs --vgdb-prefix=./inner to avoid inner
184 gdbserver colliding with outer gdbserver.
185 Currently, inner does *not* use the client request 
186 VALGRIND_DISCARD_TRANSLATIONS for the JITted code or the code patched for
187 translation chaining. So the outer needs --smc-check=all-non-file to
188 detect the modified code.
190 Debugging the whole thing might imply to use up to 3 GDB:
191   * a GDB attached to the Outer valgrind, allowing
192     to examine the state of Outer.
193   * a GDB using Outer gdbserver, allowing to
194     examine the state of Inner.
195   * a GDB using Inner gdbserver, allowing to
196     examine the state of prog.
198 The whole thing is fragile, confusing and slow, but it does work well enough
199 for you to get some useful performance data.  Inner has most of
200 its output (ie. those lines beginning with "==<pid>==") prefixed with a '>',
201 which helps a lot. However, when running regression tests in an Outer/Inner
202 setup, this prefix causes the reg test diff to fail. Give 
203 --sim-hints=no-inner-prefix to the Inner to disable the production
204 of the prefix in the stdout/stderr output of Inner.
206 The allocators in coregrind/m_mallocfree.c and VEX/priv/main_util.h are
207 annotated with client requests so Memcheck can be used to find leaks
208 and use after free in an Inner Valgrind.
210 The Valgrind "big lock" is annotated with helgrind client requests
211 so Helgrind and DRD can be used to find race conditions in an Inner
212 Valgrind.
214 All this has not been tested much, so don't be surprised if you hit problems.
216 When using self-hosting with an outer Callgrind tool, use '--pop-on-jump'
217 (on the outer). Otherwise, Callgrind has much higher memory requirements. 
219 (B) Regression tests in an outer/inner setup:
221  To run all the regression tests with an outer memcheck, do :
222    perl tests/vg_regtest --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind \
223                          --all
225  To run a specific regression tests with an outer memcheck, do:
226    perl tests/vg_regtest --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind \
227                          none/tests/args.vgtest
229  To run regression tests with another outer tool:
230    perl tests/vg_regtest --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind \
231                          --outer-tool=helgrind --all
233  --outer-args allows to give specific arguments to the outer tool,
234  replacing the default one provided by vg_regtest.
236 Note: --outer-valgrind must be a "make install"-ed valgrind.
237 Do *not* use vg-in-place.
239 When an outer valgrind runs an inner valgrind, a regression test
240 produces one additional file <testname>.outer.log which contains the
241 errors detected by the outer valgrind.  E.g. for an outer memcheck, it
242 contains the leaks found in the inner, for an outer helgrind or drd,
243 it contains the detected race conditions.
245 The file tests/outer_inner.supp contains suppressions for 
246 the irrelevant or benign errors found in the inner.
248 An regression test running in the inner (e.g. memcheck/tests/badrw) will
249 cause the inner to report an error, which is expected and checked
250 as usual when running the regtests in an outer/inner setup.
251 However, the outer will often also observe an error, e.g. a jump
252 using uninitialised data, or a read/write outside the bounds of a heap
253 block. When the outer reports such an error, it will output the
254 inner host stacktrace. To this stacktrace, it will append the
255 stacktrace of the inner guest program. For example, this is an error
256 reported by the outer when the inner runs the badrw regtest:
257   ==8119== Invalid read of size 2
258   ==8119==    at 0x7F2EFD7AF: ???
259   ==8119==    by 0x7F2C82EAF: ???
260   ==8119==    by 0x7F180867F: ???
261   ==8119==    by 0x40051D: main (badrw.c:5)
262   ==8119==    by 0x7F180867F: ???
263   ==8119==    by 0x1BFF: ???
264   ==8119==    by 0x3803B7F0: _______VVVVVVVV_appended_inner_guest_stack_VVVVVVVV_______ (m_execontext.c:332)
265   ==8119==    by 0x40055C: main (badrw.c:22)
266   ==8119==  Address 0x55cd03c is 4 bytes before a block of size 16 alloc'd
267   ==8119==    at 0x2804E26D: vgPlain_arena_malloc (m_mallocfree.c:1914)
268   ==8119==    by 0x2800BAB4: vgMemCheck_new_block (mc_malloc_wrappers.c:368)
269   ==8119==    by 0x2800BC87: vgMemCheck_malloc (mc_malloc_wrappers.c:403)
270   ==8119==    by 0x28097EAE: do_client_request (scheduler.c:1861)
271   ==8119==    by 0x28097EAE: vgPlain_scheduler (scheduler.c:1425)
272   ==8119==    by 0x280A7237: thread_wrapper (syswrap-linux.c:103)
273   ==8119==    by 0x280A7237: run_a_thread_NORETURN (syswrap-linux.c:156)
274   ==8119==    by 0x3803B7F0: _______VVVVVVVV_appended_inner_guest_stack_VVVVVVVV_______ (m_execontext.c:332)
275   ==8119==    by 0x4C294C4: malloc (vg_replace_malloc.c:298)
276   ==8119==    by 0x40051D: main (badrw.c:5)
277 In the above, the first stacktrace starts with the inner host stacktrace,
278 which in this case is some JITted code. Such code sometimes contains IPs
279 that points in the inner guest code (0x40051D: main (badrw.c:5)).
280 After the separator, we have the inner guest stacktrace.
281 The second stacktrace gives the stacktrace where the heap block that was
282 overrun was allocated. We see it was allocated by the inner valgrind
283 in the client arena (first part of the stacktrace). The second part is
284 the guest stacktrace that did the allocation.
287 (C) Performance tests in an outer/inner setup:
289  To run all the performance tests with an outer cachegrind, do :
290     perl perf/vg_perf --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind perf
292  To run a specific perf test (e.g. bz2) in this setup, do :
293     perl perf/vg_perf --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind perf/bz2
295  To run all the performance tests with an outer callgrind, do :
296     perl perf/vg_perf --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind \
297                       --outer-tool=callgrind perf
299 Note: --outer-valgrind must be a "make install"-ed valgrind.
300 Do *not* use vg-in-place.
302  To compare the performance of multiple Valgrind versions, do :
303     perl perf/vg_perf --outer-valgrind=../outer/.../bin/valgrind \
304       --outer-tool=callgrind \
305       --vg=../inner_xxxx --vg=../inner_yyyy perf
306   (where inner_xxxx and inner_yyyy are the toplevel directories of
307   the versions to compare).
308   Cachegrind and cg_diff are particularly handy to obtain a delta
309   between the two versions.
311 When the outer tool is callgrind or cachegrind, the following
312 output files will be created for each test:
313    <outertoolname>.out.<inner_valgrind_dir>.<tt>.<perftestname>.<pid>
314    <outertoolname>.outer.log.<inner_valgrind_dir>.<tt>.<perftestname>.<pid>
315  (where tt is the two letters abbreviation for the inner tool(s) run).
317 For example, the command
318     perl perf/vg_perf \
319       --outer-valgrind=../outer_trunk/install/bin/valgrind \
320       --outer-tool=callgrind \
321       --vg=../inner_tchain --vg=../inner_trunk perf/many-loss-records
323 produces the files
324     callgrind.out.inner_tchain.no.many-loss-records.18465
325     callgrind.outer.log.inner_tchain.no.many-loss-records.18465
326     callgrind.out.inner_tchain.me.many-loss-records.21899
327     callgrind.outer.log.inner_tchain.me.many-loss-records.21899
328     callgrind.out.inner_trunk.no.many-loss-records.21224
329     callgrind.outer.log.inner_trunk.no.many-loss-records.21224
330     callgrind.out.inner_trunk.me.many-loss-records.22916
331     callgrind.outer.log.inner_trunk.me.many-loss-records.22916
334 Printing out problematic blocks
335 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
336 If you want to print out a disassembly of a particular block that
337 causes a crash, do the following.
339 Try running with "--vex-guest-chase=no --trace-flags=10000000
340 --trace-notbelow=999999".  This should print one line for each block
341 translated, and that includes the address.
343 Then re-run with 999999 changed to the highest bb number shown.
344 This will print the one line per block, and also will print a
345 disassembly of the block in which the fault occurred.