使用 realloc 强制重定位答案

【问题标题】：Force relocation with realloc使用 realloc 强制重定位
【发布时间】：2018-04-06 12:01:58
【问题描述】：

我目前正在用 C 语言编写一个大量面向数据的库。在过去的几个小时里，我一直在寻找一个段错误，该段错误是由于在库深处使用 realloc 进行内存重定位而导致的悬空指针引起的。由于这个错误只是由于库的另一部分中的内存泄漏而发生的，我想知道是否有办法使这类错误更具重现性。

我有一个想法，也许有一种方法可以强制 realloc 在每次调用时重新分配分配的内存。我想在单元测试时这样做，以便及早发现此类错误。

是否有这样一个 LD_PRELOAD 库（或类似库）以某种方式挂钩 malloc/realloc/... 调用，从而导致悬空指针提前崩溃？

该库旨在跨平台，但我猜内存错误是 C 中为数不多的可移植事物之一。

【问题讨论】：

您可以在 Stack Overflow 中搜索“interpose”以了解执行您请求的方法，尽管其他工具（例如 valgrind）可能在不同的方面更有用或有用。
如果您使用的是gcc，请查看--wrap 选项（请参阅here）。这将让您定义自己的wrap_realloc()，当任何代码调用realloc() 时，链接器都会调用它。
没有办法强制重定位，但是您可以将realloc定义为一个自定义函数，分配一个新区域然后复制数据。仅在调试编译打开时启用此功能，以避免生产版本的开销。
您的图书馆有多大？在哪个操作系统上？它是多线程的吗？数据有多大，测试...？是免费软件吗？它究竟是做什么的？请编辑您的问题以提供更多详细信息。

【解决方案1】：

您可以使用valgrind（至少在 Linux 上）来（有时）检测悬空指针和内存泄漏。您最好使用调试信息进行编译（在实践中，所有警告使用gcc -Wall -Wextra -g 并使用GCC 调试信息）。

您也可以使用address sanitizer。所以也使用-fsanitize=addressinstrumentation option。您可能想使用其他消毒剂，也许是-fsanitize=undefined 和/或-fsanitize=leak ...

最后，您可以重新定义自己的realloc（高于普通的malloc 和free），或者更仔细地拥有一些myrealloc 函数，该函数总是重新分配和移动内存。

您甚至可以改进您的代码，在几个数据结构或类型中（或之后）添加一些 sentinel values 或一些 magic number。

您可能会阅读有关garbage collection 技术的更多信息（例如使用GC handbook）。它们提供有用的见解、概念和术语。并且Boehm's GC 也可以用作内存调试器。

【讨论】：

【解决方案2】：

这不是您想要的，但我敢打赌Electric Fence 会解决您的问题。

它是一个 malloc 调试器，通过将分配空间之后和之前的内存页面标记为不可读/可写来工作。一旦任何指令尝试访问它们，就会发生分段错误。这通常发生在离问题很明显的地方很远的地方。

【讨论】：