Outro Tipo de Bug: Erros de Memória
Um verdadeiro pesadelo em C/C++, erros de memória são um dos tipos de bugs mais frustrantes que existem. Se não forem corrigidos, podem resultar em comportamento indefinido (bugs que não se repetem!) e vazamentos de memória. Por isso, corrigi-los é uma prioridade enorme.
Um vazamento de memória acontece quando seu programa aloca memória usando malloc ou calloc (ou outras chamadas de alocação de memória) e não a libera. A memória fica “perdida” – não há um jeito (fácil) de recuperá-la até que o programa termine.
Felizmente, também existem programas feitos para te ajudar a encontrar erros de memória, e um desses programas é o valgrind. O Valgrind não apenas procura por erros de memória, mas também mostra exatamente onde os erros acontecem no seu código.
Vamos usar o valgrind para encontrar onde os erros de memória ocorrem. Como exemplo, temos uma implementação bem simples de um vetor em C, que é a versão da biblioteca padrão C++ de um array de tamanho dinâmico.
Primeiro, compile o programa usando:
make Vector
Agora rode com:
examples/Vector
Repare que existe um erro chamado “double free”! Esse é um tipo de erro de memória causado quando chamamos free para um ponteiro duas vezes.
Agora, em vez de usar o gdb, use o valgrind para verificar como a memória é alocada e usada. Rode o comando:
valgrind --tool=memcheck --leak-check=full examples/Vector
Você verá que o valgrind detectou alguns erros, talvez relacionados ao “double free” (note que o ERROR SUMMARY no final mostra alguns erros detectados!).
Vamos dar uma olhada em alguns desses erros.
O erro mostrado acima é chamado de “invalid read”, que geralmente acontece porque você está tentando ler uma memória que já foi liberada em outro bloco. O Valgrind mostra onde essa memória foi liberada e onde foi alocada:
O bloco de memória foi alocado pela função malloc na função createVectorInt, que foi chamada dentro da função main. Esse bloco foi liberado (free) pela função free chamada na função pushBack.
Por fim, no resumo do heap, você pode ver que 96 bytes foram “perdidos” – em outras palavras, houve um vazamento de memória. Isso aconteceu porque esquecemos de chamar deleteVectorInt no vetor no final da função main.
O Valgrind oferece um monte de informações que você pode usar para caçar erros de memória nos seus programas C e C++. Ele não só informa onde os erros estão acontecendo, mas também onde os blocos de memória foram alocados e depois liberados (ou não liberados, no caso de vazamentos de memória). Você consegue encontrar o bug que causa todas as leituras inválidas no exemplo do vetor?
Nos exercícios, você vai precisar corrigir todos os erros de memória que aparecerem.