写在前面
笔者在学习期间，偶遇这两个工具，经过上网检索资料学习使用，被其强大的功能深深折服。特写此文推荐，牛x不多吹了，请读者继续阅读。
本文内容概览
- 写在前面
- Valgrind & KCacheGrind 简介
- 工具安装
- 应用程序错误检查
- 应用程序分析（代码分析、性能分析等）
1 Valgrind & KCacheGrind 简介
1.1 Valgrind
Valgrind是用于构建动态分析工具的仪器框架。
Valgrind工具可以自动检测许多内存管理和线程错误，并能够详细分析应用程序。
Valgrind发行版有6个强大的工具：
(1). 一个内存错误检测器
(2). 两个线程错误检测器
(3). 一个缓存和分支预测分析器
(4). 一个调用图生成缓存和分支预测分析器
(5). 一个堆分析器上述工具能够帮助程序员快速高效地分析程序问题所在。
更多信息，请到Valgrind官方网址了解。
1.2 KCacheGrind
Callgrind通过Valgrind框架使用运行时检测来进行缓存模拟和调用图生成。这样，即使是共享库和动态打开的插件也可以进行分析。可以将Callgrind生成的数据文件加载到KCachegrind中以浏览性能结果。但是包中还有一个命令行工具可以从数据文件中获取ASCII报告，而无需使用KCachegrind。
KCachegrind能够可视化其他分析器的输出使用带有硬件性能计数器的统计采样。还有可用于分析Python，PHP和PERL的输出的转换器。
更多信息，请到KCacheGrind官方网址了解。
2 工具安装
笔者开发环境在XUbuntu系统里，通过包管理器安装工具非常方便
sudo apt install valgrind kcachegrind
3 应用程序错误检查
- 测试程序代码
program main
implicit none
integer,allocatable :: a(:)
a = [1,2,3,4,5]
write(*,*) a(6)
end program main
- 编译命令
gfortran -g -O0 main.f90 # 生成调试信息，不优化可以获得更好的检测结果
- 检测程序
valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --log-file=memchk.log ./a.out
- 检测结果
==4827== Memcheck, a memory error detector
==4827== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==4827== Using Valgrind-3.13.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==4827== Command: ./a.out
==4827== Parent PID: 1770
==4827==
==4827== Invalid read of size 4
==4827== at 0x4FD60B0: ??? (in /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.4.0.0)
==4827== by 0x4FD6280: ??? (in /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.4.0.0)
==4827== by 0x4FDAD1D: ??? (in /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.4.0.0)
==4827== by 0x4FDBB74: ??? (in /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.4.0.0)
==4827== by 0x108A01: MAIN__ (main.f90:6)
==4827== by 0x108A53: main (main.f90:7)
==4827== Address 0x5e05ad4 is 0 bytes after a block of size 20 alloc'd
==4827== at 0x4C2FB0F: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==4827== by 0x108942: MAIN__ (main.f90:4)
==4827== by 0x108A53: main (main.f90:7)
==4827==
==4827==
==4827== HEAP SUMMARY:
==4827== in use at exit: 20 bytes in 1 blocks
==4827== total heap usage: 22 allocs, 21 frees, 13,516 bytes allocated
==4827==
==4827== 20 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==4827== at 0x4C2FB0F: malloc (in /usr/lib/valgrind/vgpreload_memcheck-amd64-linux.so)
==4827== by 0x108942: MAIN__ (main.f90:4)
==4827== by 0x108A53: main (main.f90:7)
==4827==
==4827== LEAK SUMMARY:
==4827== definitely lost: 20 bytes in 1 blocks
==4827== indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==4827== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==4827== still reachable: 0 bytes in 0 blocks
==4827== suppressed: 0 bytes in 0 blocks
==4827==
==4827== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==4827== ERROR SUMMARY: 2 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
黑体部分是检查出的错误内容（虽然这段代码本身运行没有问题，但是新规范加入的内容使用起来容易出错）
- 更多的检查选项，可以参考valgrind 工具介绍和简单的使用 。
4 应用程序分析（代码分析、性能分析等）
- 测试代码
module myFun
implicit none
contains
subroutine sub( a )
integer :: a(:)
a = 100
end subroutine sub
end module
program main
use myFun
implicit none
integer,allocatable :: a(:)
allocate( a(5) )
a = 0
call sub( a )
write(*,*) a
deallocate(a)
end program main
- 分析命令
valgrind --tool=callgrind -v ./a.out
-
打开软件，并加载分析结果
加载结果
- 分析结果
- 左侧包含性能分析选项
- 右边可以显示源代码和实际运行指令，还能生成调用图。
