printf 使用 sbrk，与自定义内存分配器冲突

Question

嗨，我已经编写了一个内存分配器，并且运行良好。 我使用 sbrk/brk 进行页面分配和释放。 但是当我开始使用 printfs 打印信息时，一切都打破了。 谷歌搜索表明 - printf 内部也使用 sbrk。 因此，另一个 glibc 函数（printf）意外地使用了 sbrk 修改的堆段 - 破坏了内存分配器正在执行的簿记。

参考：基本上调用 printf 后 sbrk(0) 值增加，任何其他使用 sbrk 的 glibc 函数都会破坏我的内存分配器。 你能提出什么可能的解决方案吗？

粘贴下面的回溯显示 printf 最终调用 sbrk。 即使在打印完成后，我看到，中断指针也永远不会恢复到原来的点。 printf 不应该恢复它原来在堆段中的中断指针吗？ 在这方面，有什么替代 printf 的方法吗？

(gdb) bt
0  __GI___sbrk (increment=135168) at sbrk.c:40
1  0x00007ffff7e68a99 in __GI___default_morecore (increment=<optimized out>) at morecore.c:47
2  0x00007ffff7e64297 in sysmalloc (nb=nb@entry=592, av=av@entry=0x7ffff7fb2c40 <main_arena>) at malloc.c:2480
3  0x00007ffff7e657b3 in _int_malloc (av=av@entry=0x7ffff7fb2c40 <main_arena>, bytes=bytes@entry=576) at malloc.c:4149
4  0x00007ffff7e65f25 in tcache_init () at malloc.c:2995
5  0x00007ffff7e66ba6 in tcache_init () at malloc.c:3050
6  __GI___libc_malloc (bytes=1024) at malloc.c:3050
7  0x00007ffff7e4f85c in __GI__IO_file_doallocate (fp=0x7ffff7fb3760 <_IO_2_1_stdout_>) at filedoalloc.c:101
8  0x00007ffff7e5f0b2 in __GI__IO_doallocbuf (fp=fp@entry=0x7ffff7fb3760 <_IO_2_1_stdout_>) at libioP.h:904
9  0x00007ffff7e5e198 in _IO_new_file_overflow (f=0x7ffff7fb3760 <_IO_2_1_stdout_>, ch=-1) at fileops.c:752
10 0x00007ffff7e5cbd5 in _IO_new_file_xsputn (n=13, data=<optimized out>, f=0x7ffff7fb3760 <_IO_2_1_stdout_>) at libioP.h:904
11 _IO_new_file_xsputn (f=0x7ffff7fb3760 <_IO_2_1_stdout_>, data=<optimized out>, n=13) at fileops.c:1204
12 0x00007ffff7e44e10 in __vfprintf_internal (s=0x7ffff7fb3760 <_IO_2_1_stdout_>, format=0x555555557334 "\nPage Size = %zu Bytes\n", ap=ap@entry=0x7fffffffdcc0,
mode_flags=mode_flags@entry=0) at ../libio/libioP.h:904
13 0x00007ffff7e308d8 in __printf (format=<optimized out>) at printf.c:33
14 0x000055555555677d in mm_print_memory_usage () at mm.c:613
15 0x00005555555552a9 in main (argc=1, argv=0x7fffffffdf18) at testapp.c:64

Answer 1

Ctx 的评论：

这不可能; sbrk()由 libc 内存分配器内部使用，因此许多 libc 函数隐式使用它。 要么根本不使用 libc，要么使用malloc()或mmap()内存分配。

是正确的。 如果您不使用malloc ，则只能使用sbrk ，并且您无法知道是否使用malloc因为除非实现另有说明，否则 libc 中的任何内容都可能这样做。

如果您的 libc 支持替换malloc （注意：大多数都支持），那么您可以编写不使用sbrk或配合您使用它的完整malloc替换（这包括所有malloc系列函数，而不仅仅是malloc本身） ，然后您就可以自由使用它了。 但是，否则，您根本无法使用sbrk 。

另请注意，在某些环境中，包括经常使用位置无关可执行文件 (PIE) 的环境， sbrk将几乎没有或没有内存可使用，并且在仅分配几次或根本没有分配后经常失败，因为运行到内存映射为别的东西。 sbrk的整个概念是倒退的，根本不应该在现代代码中使用。 对于某些分配器策略，作为后端的一种选择可能是有意义的，同时使用mmap或其他东西。 但它永远不应该是你的分配器获得新内存的唯一方式，在我看来，支持它根本没有用。 mmap在几乎所有方面都更好。