malloc 调用的静态替换答案

【问题标题】：Static replacement for malloc callsmalloc 调用的静态替换
【发布时间】：2020-04-08 13:00:26
【问题描述】：

我正在开发一个裸机应用程序。我希望为我的应用程序采用 U-Boot 源代码。我想替换 U-Boot 中的以下 malloc 调用来静态分配内存 -

struct foo *ptr = malloc(sizeof(struct foo));

据我了解，这一行只尝试为结构的一个实例分配足够的空间，并将该空间的地址存储在 ptr 中。

因此，我尝试用以下几行替换它 -

struct foo *ptr;
int struct_sz = sizeof(struct foo);
char buf[struct_sz];
ptr = &buf;     //also tried ptr = buf;

但是，这会导致堆栈缓冲区溢出，调用堆栈中函数的返回地址被垃圾覆盖。

这里如何静态分配内存而不是使用 malloc？

【问题讨论】：

“但是，这会导致堆栈缓冲区溢出以及函数的返回地址”。向我们展示该代码。听起来您正试图从函数返回局部变量的地址，但除非您显示代码，否则无法确定。如果是这种情况，则选项是使用您提到的静态内存。但是什么类型的静态内存以及如何对其进行编码取决于您没有显示的代码的上下文。
如果你想要struct foo 类型的静态项，那么为什么不static struct foo myfoo; 呢？
@SteveFriedl 可能是这种情况，但这取决于如何使用原始代码中的ptr。例如，如果它是从函数调用返回的，并且返回的内存的多个实例需要同时存在，那么一个简单的静态变量将是不够的（想想像strdup 这样的东西）。
@kaylum 有问题的代码是 U-Boot 的 sha256 实现。有问题的 malloc 行是 elixir.bootlin.com/u-boot/latest/source/common/hash.c#L64
在这种情况下，您可能无法简单地使用static struct foo myfoo;。因为这意味着整个程序只能有一个ctx。如果该条件为真，那可能没问题，但您需要分析代码来确定这一点。但总的来说，要正确执行此操作，您可能需要编写自己的分配器，该分配器从静态内存中分配。根据限制，您可以使这变得非常简单 - 例如static struct foo mybuffers[MAX_CONTEXTS] 的固定数组，然后从中返回内存。

【解决方案1】：

您正在做的是分配一个字符数组，然后将一个指向结构的指针指向同一个内存。

虽然这是可能的，但您可能会遇到内存对齐问题。该结构可能需要从特定的 yte 位置开始。（例如，32 位 int 需要以 4 的倍数开始地址）。字符数组可以从任意位置开始。

更简单的方法是声明一个变量struct foo 并使用指向该变量的指针。这个变量需要是全局的或静态的，以便在函数范围完成后它会存在。

static struct foo var;
struct foo *ptr = &var;

要分配多个结构，您需要一个静态结构数组

static struct arr[5];
struct foo *ptr = arr;

如果您分配内存并且不经常释放它，这种方法将有效。如果你有很多malloc 和free，你应该考虑编写你自己的分配器来模仿malloc 的功能

【讨论】：