在C中为malloc和free创建包装函数

我正在尝试为C中的

free

和

malloc

创建包装函数，以帮助通知我内存泄漏。有人知道如何声明这些函数吗？因此，当我调用

malloc（）

和

free（）

时，它将调用我的自定义函数，而不是标准库函数？

如果您为malloc（）和free（）定义自己的函数并将其与应用程序显式链接，您的函数应优先于库中的函数使用

但是，名为“malloc”的函数随后不能调用库malloc函数，因为在“c”中没有单独名称空间的概念。换句话说，您必须实现malloc的内部结构并释放自己

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另一种方法是编写调用标准库函数的函数my_malloc（）和my_free（）。这意味着任何调用malloc的代码都必须更改为调用my_xxx函数。

您有几个选项：

特定于GLIBC的解决方案（主要是Linux）。如果您的编译环境是带有

gcc

的

GLIBC

，首选方法是使用。它不仅允许您指定自定义

malloc

和

free

，还可以通过堆栈上的返回地址识别调用方

POSIX特定解决方案。将

malloc

和

free

定义为可执行文件中原始分配例程的包装，这将“覆盖”libc中的版本。在包装器内部，您可以调用原始的

malloc

实现，您可以使用

RTLD\u NEXT

句柄查找该实现。定义包装函数的应用程序或库需要链接到

-ldl

#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>

void* malloc(size_t sz)
{
    void *(*libc_malloc)(size_t) = dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");
    printf("malloc\n");
    return libc_malloc(sz);
}

void free(void *p)
{
    void (*libc_free)(void*) = dlsym(RTLD_NEXT, "free");
    printf("free\n");
    libc_free(p);
}

int main()
{
    free(malloc(10));
    return 0;
}

特定于Mac OSX。

与Linux相同，只是您将使用

DYLD\u INSERT\u库

环境变量

LD_PRELOAD=mymalloc.so ./exe

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如果您的目标是消除内存泄漏，一种更简单、侵入性更小的方法是使用（免费）或（昂贵）之类的工具。

如果您使用的是Linux，则可以使用malloc_hook（）（与GNU glibc一起使用）。此函数允许您在调用实际malloc之前让malloc调用您的函数。手册页有一个关于如何使用它的示例。

在C中，我使用的方法类似于：

#define malloc(x) _my_malloc(x, __FILE__, __LINE__)
#define free(x) _my_free(x)

这使我能够毫不费力地检测分配内存的行和文件。它应该是跨平台的，但如果已经定义了宏，则会遇到问题（只有在使用另一个内存泄漏检测器时才会出现这种情况）

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如果你想在C++中实现同样的过程，程序会更多，但是使用相同的技巧。 如果你只谈论你可以控制的内存，也就是说，你可以自己控制和释放内存，你可以看看。也许这就是你要写的东西，所以你可以节省一些时间。它有一个非常自由的许可证，如果这对你很重要的话

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我个人在一个项目中使用它来查找内存泄漏，好处是它比valgrind快得多，但是它没有那么强大，所以你没有得到完整的调用堆栈。

这里有一组包装函数，我用了很多年（当我使用C时仍然如此）来检测未释放的内存，多次释放内存，对空闲内存、缓冲区溢出/下溢和释放未分配内存的引用

他们已经存在了25年，并证明了自己

您可以使用宏预处理器重新定义malloc并免费使用mem包，但我建议您不要这样做，因为它不会像strdup那样将库调用重定向到malloc。

您可以使用LD_PRELOAD执行包装和“覆盖”函数-类似于前面显示的示例

LD_PRELOAD=/path.../lib_fake_malloc.so ./app

但我建议您“稍微”聪明一点，我的意思是给dlsym打一次电话

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <dlfcn.h>

void* malloc(size_t size)
{
    static void* (*real_malloc)(size_t) = NULL;
    if (!real_malloc)
        real_malloc = dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");

    void *p = real_malloc(size);
    fprintf(stderr, "malloc(%d) = %p\n", size, p);
    return p;
}

我同意他们的观点，这是一个“微不足道的例子”：。甚至不需要dlsym

让我在我的“男性身份”页面中再引用一部分：

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我希望，描述是完整的，并展示了如何使用这些东西。

在我的例子中，我需要将memalign/aligned\u malloc包装在malloc下。在尝试了其他解决方案后，我最终实现了下面列出的解决方案。它似乎工作得很好

/*
*使用静态的malloc和free的链接时间插入
*链接器的（ld）“--wrap symbol”标志。
* 
*使用“-Wl，--wrap，malloc-Wl，--wrap，free”编译可执行文件。
*这告诉链接器将对malloc的引用解析为
*_uuuwrap_malloc、free as uuu wrap_free、real_umalloc as malloc，以及
*_uuureal_u免费。
*/
#包括
void*\uuuu real\u malloc（尺寸大小）；
无效uu真实u自由（无效*ptr）；
/* 
*\uuuu wrap\u malloc-malloc包装函数
*/
无效*\uuuuuuuu包裹\uuMalloc（尺寸）
{
void*ptr=\uuuuureal\umalloc（大小）；
printf（“malloc（%d）=%p\n”，大小，ptr）；
返回ptr；
}
/* 
*_u_wrap_free-free包装函数
*/
无效uu包裹u自由（无效*ptr）
{
__不动产（ptr）；
printf（“免费（%p）\n”，ptr）；
}

如果您是自定义

malloc

和

free

的唯一客户机（即，您没有试图为其他库中的代码修补这些方法），那么您可以使用依赖项注入

\ifndef分配器
#定义分配器
#包括
结构分配器；
类型定义结构{
void*（*allocate）（结构分配器*Allocator，size\u t size）；
void（*free）（结构分配器*分配器，void*对象）；
}分配表；
类型定义结构分配器{
常量分配器vtable*vptr；
}分配器；
类型定义结构{
超级分配器；
字符*缓冲区；
尺寸偏差；
容量大小；
}缓冲分配器；
void BufferedAllocator_init（BufferedAllocator*分配器，char*缓冲区，大小\u t容量）；
typedef分配器MallocAllocator；
void MallocAllocator_init（MallocAllocator*分配器）；
void*Allocator\u allocate（分配器*Allocator，size\u t size）；
无效分配器
void *
__wrap_malloc (size_t c)
{
    printf ("malloc called with %zu\n", c);
    return __real_malloc (c);
}

--wrap=symbol
       Use a wrapper function for symbol.
       Any undefined reference to symbol will be resolved to "__wrap_symbol".
       Any undefined reference to "__real_symbol" will be resolved to symbol.

/* 
 * Link-time interposition of malloc and free using the static
 * linker's (ld) "--wrap symbol" flag.
 * 
 * Compile the executable using "-Wl,--wrap,malloc -Wl,--wrap,free".
 * This tells the linker to resolve references to malloc as
 * __wrap_malloc, free as __wrap_free, __real_malloc as malloc, and
 * __real_free as free.
 */
#include <stdio.h>

void *__real_malloc(size_t size);
void __real_free(void *ptr);


/* 
 * __wrap_malloc - malloc wrapper function 
 */
void *__wrap_malloc(size_t size)
{
    void *ptr = __real_malloc(size);
    printf("malloc(%d) = %p\n", size, ptr);
    return ptr;
}

/* 
 * __wrap_free - free wrapper function 
 */
void __wrap_free(void *ptr)
{
    __real_free(ptr);
    printf("free(%p)\n", ptr);
}