为什么Valgrind不能检测到由realloc引起的可能内存泄漏？

Question

我无法理解为什么valgrind（版本3.14）不能检测到此程序中可能存在的内存泄漏：

#include <stdlib.h>

int main() {
  int *p = malloc(sizeof(int));
  p = realloc(p, 2 * sizeof(int));

  free(p);

  return 0;
}

C99标准（ISO/IEC 9899:1999，第314页）关于realloc的说明如下：

如果不能为新对象分配内存，则不会释放旧对象，并且其值不变。realloc函数返回指向新对象的指针（可能与指向旧对象的指针具有相同的值），或者如果无法分配新对象则返回空指针。

因此，可能出现p为NULL但先前使用malloc分配的内存单元仍然存在的情况，这不应该是可能的内存泄漏吗？

如果我使用gcc -std=c99编译程序，并使用valgrind --tool=memcheck --leak-check=full --track-origins=yes运行它，则会显示以下消息：

==313618== Memcheck, a memory error detector
==313618== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Julian Seward et al.
==313618== Using Valgrind-3.14.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
==313618== Command: ./a.out
==313618== 
==313618== 
==313618== HEAP SUMMARY:
==313618==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==313618==   total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 12 bytes allocated
==313618== 
==313618== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==313618== 
==313618== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==313618== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)

- Andrea Ciceri

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这就是为什么你应该将realloc的返回值分配给一个临时变量进行测试，然后再覆盖原指针的一个好理由。如果返回NULL，你的恢复操作可以释放原始指针，而不会丢失它。 - Weather Vane

关于valgrind在此上下文中所谓的“possible”的更多信息：https://dev59.com/JlnUa4cB1Zd3GeqPaXTy - user2201041

@WeatherVane 我知道这种使用 realloc 的方式是错误的，问题在于为什么 valgrind 没有检测到它。 - Andrea Ciceri

@JETM 这真的很有用，但是“possible”是一个误导性的名称，以及消息“no leaks are possible”... - Andrea Ciceri

Answer 1

Valgrind不会分析您的代码，它只会分析您的代码执行操作。

在这次运行中，realloc没有失败，因此没有内存泄漏，因此valgrind没有任何报告：

所有堆块都已释放

这就是valgrind所知道的全部内容。

要检测代码中的问题，您需要使用静态代码分析工具。

- melpomene

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是的，正如您在答案中所述，通过使用 cppcheck 静态 C/C++ 代码分析器，我们可以检测到这些问题。 - EsmaeelE

在GNU/Linux上，sudo apt install cppcheck和cppcheck source.c会产生以下结果：9]: (error) Common realloc mistake: 'p' nulled but not freed upon failure。 - EsmaeelE

修正原始代码：`int *p = malloc(sizeof(int)); int *tmp = NULL;tmp = realloc(p, 2 * sizeof(int)); if (tmp){ p=tmp; free(p); p=NULL; }else{ printf("error\n"); free(tmp); tmp=NULL; } free(p);` - EsmaeelE

@EsmaeelE 谢谢，我尝试使用cppcheck并且它正确地警告了我。 - Andrea Ciceri