如何綁架C語言標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)？

作者：魚鷹Osprey

C語言動態(tài)內(nèi)存可以使用 malloc 標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，而 C++ 會使用 new 關(guān)鍵字申請，裸機情況下一般沒有問題，但是在 RTOS 情況下，就需要考慮資源保護的情況，比如多個任務(wù)同時調(diào)用 malloc 函數(shù)申請內(nèi)存，如果說不用關(guān)中斷或互斥量之類的手段進行保護的，有可能同一個內(nèi)存塊被兩個任務(wù)申請，動態(tài)內(nèi)存內(nèi)部維護的一些全局變量也可能出現(xiàn)問題。

因此，如果在 RTOS （不應(yīng)該在中斷使用）中使用 malloc 函數(shù)，一定要進行保護，像一般的操作系統(tǒng)如 freeRTOS、RT-Thread 都有動態(tài)內(nèi)存的實現(xiàn)，也強烈建議大家使用操作系統(tǒng)提供的動態(tài)內(nèi)存函數(shù)，這樣安全性有一定保證。

但是有時候我們因為某些原因，需要維護老的項目，而老的項目大量的使用 malloc 函數(shù)和 new，此時又該如何呢？

笨辦法是一個個替換，如果代碼龐大的話，工作量不小，并且不能很好的保證修改不會有問題。

這里魚鷹介紹一種比較合適的方法，就是重定向函數(shù)（函數(shù)名不變），類似 weak（困惑多年，為什么 printf 可以重定向？）。

我們只需要隨便在一個 C 文件中加入以下代碼即可完成：

#include "stdlib.h"


#if defined(__CC_ARM)
void *$Super$$malloc(size_t);
void *$Sub$$malloc(size_t size)
{
    // mutex_lock()
    void *addr = $Super$$malloc(size);
    // mutex_unlock()
    return addr;
}
void $Super$$free(void *);
void $Sub$$free(void *addr)
{
    // mutex_lock()
    $Super$$free(addr);
    // mutex_unlock()
}
#endif

當(dāng)然這個是在 MDK 環(huán)境下才有如此功能。這樣上層代碼就不用修改了，所有調(diào)用 malloc 和 free 的地方都會調(diào)用到上面的 sub 函數(shù)，這樣你可以加入互斥量或者跟蹤打印，方便調(diào)試。

C++ 版（C++自帶重寫功能，注意：很多 STL 模板是沒有保護的，如 push_back() 慎用）：

#include 
void *operator new(size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
??? void *addr= malloc(size);
??? return addr;
}
void operator delete(void *addr) throw()
{
    free(addr);
}
void *operator new[](size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
??? void *addr= malloc(size);
??? return addr;
}
void operator delete[](void *addr) throw()
{
    free(addr);
}?
void *operator new(std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow)
{
??? void *addr= malloc(size);
??? return addr;
}
void *operator new[](std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow)
{
??? void *addr= malloc(size);
??? return addr;
}

希望對各位道友有幫助。

編輯：黃飛

?