使用PageHeap.EXE或GFlags.EXE检查内存越界错误

必先利其器之一：使用PageHeap.EXE或GFlags.EXE检查内存越界错误

Article last modified on 2002-6-3

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-        Microsoft Visual C++, 32-bit Editions, version 6.0, SP5

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我推荐使用PageHeap.Exe和Gflags.Exe，主要的原因还是因为当有人问内存越界的错误如何查出来的时候，国外的朋友经常会推荐这两个工具（highly recommend）。我用过之后，也觉得有些时候用用还是有好处的。

PageHeap.Exe将针对某个指定的应用程序启用Page Heap标志，从而自动监视所有的malloc、new和heapAlloc的内存分配，找出内存错误。

PageHeap.Exe的下载地点：

http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=http://download.microsoft.com/download/vc60pro/Utility/6.0/WIN98/EN-US/PageHeap1.exe

下面我们简单地给出PageHeap使用步骤：

第一步：

在命令行中运行PageHeap.Exe。如果你以前设置过启用Global Page Heap标志，那么你将看到一个列表，给出所有已经启用了的应用程序的名字，不含路径。

如下所示：

C:/>pageheap

pgh.exe                                  enabled

testSplit.exe                            enabled

第二步：

编译一个小程序，其中有如下代码：

void main()

{

  int m_len = 5;

  char *m_p = (char *)HeapAlloc (GetProcessHeap (),   HEAP_ZERO_MEMORY, m_len);

  m_p[m_len] = 0;

 

  HeapFree (GetProcessHeap (),0, m_p);

}

Build出一个Debug版本。运行之，你看不到有任何异常的报告。

但其实m_p[m_len]=0这句话就是越界写了，因为只分配到了m_p[m_len-1]！这种情况就叫Dynamic memory overrun。用BoundsChecker是可以查到的。

这时，表面上看不出任何问题，但是一颗定时炸弹已经埋下了。

第三步：

在命令行中运行PageHeap /enable YourApplicationName.exe 0x01。

再运行一次不带参数的PageHeap，察看上面的命令是否生效。你的应用程序应该在启用的列表中。

注意：千万不要在YourApplication.Exe前面加上路径！！

0x01的含义在后面说明。

第四步：

再次运行你的程序。

你将会注意到在Output窗口的加载各种DLL之前，多了几句话：

Loaded exports for 'C:/WINNT/System32/ntdll.dll'

Page heap: process 0x57C created heap @ 00130000 (00230000, flags 0x1)

Loaded 'C:/WINNT/system32/MFC42D.DLL', no matching symbolic information found.

..

Loaded 'C:/WINNT/system32/MSVCP60D.DLL', no matching symbolic information found.

Page heap: process 0x57C created heap @ 00470000 (00570000, flags 0x1)

Loaded exports for 'C:/WINNT/system32/imm32.dll'

这就是Page Heap的监视机制在发挥作用！他告诉你你的堆00470000被创建出来了。

然后程序退出后，Output窗口有这么几句话表明一定有什么错误发生了：

Page heap: block @ 0015AFF8 is corrupted (reason 10)

Page heap: reason: corrupted suffix pattern

Page heap: process 0x57C destroyed heap @ 00471000 (00570000)

The thread 0x8A8 has exited with code 0 (0x0).

这说明在销毁堆00470000时遇到了麻烦，就是数据块0015AFF8被误用了，原因是误用了下标语法。看，说得多么清楚！也节省了许多翻来覆去查代码的工作！

PageHeap的使用中有几点值得注意：

1:启用PageHeap不能够影响正在运行中的应用程序。如果你需要启用一些正在运行且不能重启的程序的PageHeap，那请运行PageHeap启用后，重新启动机器。

2:要想查看PageHeap把信息放到哪里了，请打开你的注册表，来到

   /HKEY_LOCAL_MACHINE/SOFTWARE/Microsoft/Windows NT

/CurrentVersion/Image File Execution Options

你将会看到你的应用程序也在这个项下面。你的应用程序的GlobalFlag被设置为了0x02000000，PageHeapFlags被设置为了0x01。

3：PageHeap的原理是这样，它在已分配的内存的后面放上几个守护字节（Guard Bytes），再跟上一个标记为PAGE_NOACCESS的内存页。这样，已分配内存的后面如果被重写了，那么守护字节就会被改变，于是当内存被释放时，PageHeap就会引发一个AV(Access Violation)。大体上就是这样。所以只有最后释放这块问题内存时，才会有PageHeap的报告！这就是PageHeap的局限性吧。

参数0x01的含义：

FLAGS hex value (0x...) has the following structure:

B7-B0   Bit flags    1 - enable page heap

01 - enable page heap. If zero normal heap is used.

In 99% of the cases you will want this to be set.

02 - collect stack traces (default on checked builds)

04 - minimize memory impact

08 - minimize randomly(1)/based on size range(0)

10 - catch backward overruns

看到了吗？你还可以设置参数为0x10，从而可以检查内存向前的越界写！

Gflags.Exe是微软的Debugging Tools里面的工具。在Windows 2000的Resource Kit中也可以找得到。我们也可以用它来完成和PageHeap相同的任务。当然，Gflags.EXE还能做许许多多其他的事情。这里我们就不介绍了，总之物超所值。

具体的使用办法是：

1)     运行Gflags.Exe；

2)  你将看到一个对话框。在”Image File”的编辑框中写下你的应用程序的名字，如YourApp.Exe。注意不要路径！

3)  选择”Image File Options”的单选钮；

4)  这时，你会看到对话框的内容突然一变。选中“Place heap
allocations at ends of pages”前的复选框。

5)  点击Apply按钮。

这样，就达到了PageHeap的效果。现在运行你的程序，overwrite你的堆，就应该生成一个AV了!

(预知详情请收听微软KB：SAMPLE: PageHeap1.exe Finds Heap Corruption and Memory Errors (Q264471) 你可以按照这篇文档所指引的步骤学习如何使用PageHeap)