Question

我需要为GMP库编写自己的内存分配函数，因为默认函数调用abort（）并且在发生之后我无法想到恢复程序流（我在整个地方都调用了mpz_init），以及如何根据该调用周围发生的事情来处理故障变化。但是，文档要求函数返回的值不为NULL。

是否至少有一个地址范围始终可以保证无效？了解所有这些内容会很有用，因此我可以针对不同的错误代码使用不同的地址，甚至可能针对不同的错误系列使用不同的范围。

Answer 1

如果默认内存分配函数abort()，并且GMP的代码无法处理NULL，则GMP可能根本不准备处理内存分配失败的可能性。如果您返回故意无效的地址，GMP可能会尝试取消引用它，并立即崩溃，这与调用abort()一样糟糕。更糟糕的是，因为堆栈跟踪不会指出真正导致问题的原因。

因此，如果你要返回，你必须返回一个有效指针，一个没有被其他任何东西使用的指针。

现在，一个稍微恶劣的选择是使用setjmp()和longjmp()来退出GMP例程。但是，这会使GMP处于不可预测的状态 - 您应该假设在此之后再也不能再调用GMP例程。它也可能导致内存泄漏......但这可能是你现在最不关心的问题。

另一个选择是在系统malloc中有一个保留池 - 即在应用程序启动时：

emergencyMemory = malloc(bignumber);

现在，如果malloc()失败，您执行free(emergencyMemory)，并且希望您有足够的空间来恢复。请记住，这只会为您提供有限的余量 - 您必须希望GMP将返回您的代码（并且该代码将检查并查看已使用紧急池），然后才能真正耗尽内存。

当然，您也可以组合使用这两种方法 - 首先使用保留池并尝试恢复，如果失败，longjmp()输出，则显示错误消息（如果可以），以及优雅地终止。

Answer 2

不，没有可移植范围的无效指针值。

您可以使用特定于平台的定义，也可以使用某些全局对象的地址：

const void *const error_out_of_bounds = &error_out_of_bounds;
const void *const error_no_sprockets = &error_no_sprockets;

[编辑：抱歉，错过了您希望将这些值返回到库中。正如bdonlan所说，你不能这样做。即使您发现某些“无效”值，库也不会期望它们。您的函数必须返回有效值，或abort。]

你可以在全局中做这样的事情：

void (*error_handler)(void*);
void *error_data;

然后在你的代码中：

error_handler = some_handler;
error_data = &some_data;
mpz_init(something);

在你的分配器中：

if (allocated_memory_ok) return the_memory;
error_handler(error_data);
abort();

在调用mzp_init之前设置错误处理程序和数据可能有点单调乏味，但根据行为在不同情况下的不同程度，您可能可以编写一些函数或宏来处理它。

但是，如果GMP库在分配失败后没有设计应对，那么你不能做的就是恢复并继续运行。在这方面你会受到你的工具的支配 - 如果库调用没有错误返回，那么谁知道它的内部结构将处于什么破坏状态。

但这是一个完全普遍的观点，而GMP是开源的。您可以找到mpz_init中实际发生的情况，至少对于特定的GMP版本。可能有一些方法可以提前确保你的分配器有足够的内存来满足请求，或者可能有某种方法可以在没有造成太大损害的情况下蠕动（比如bdonlon说，longjmp）。

Answer 3

由于没有人提供正确答案，因此您可以安全地用作错误值的非NULL内存地址集与您为此目的创建的地址集相同。如果需要全局可见，只需声明static const char（或全局const char）数组N是您需要的错误代码数，并使用指针{{1此数组的元素为N错误值。

如果指针类型不是N而是其他东西，则可能需要使用该类型的对象而不是char *数组，因为将这些char指针转换为另一个指针类型不能保证工作。

Answer 4

仅在当前主流操作系统（启用虚拟内存）和CPU架构上保证：

-1L（表示对于指针足够大的值中的所有位）

许多库使用它来标记释放的指针。有了这个，您可以轻松找到错误来自使用NULL指针或挂起引用。

适用于HP-UX，Windows，Solaris，AIX，Linux，Free-Net-OpenBSD以及i386，amd64，ia64，parisc，sparc和powerpc。

认为这样做足够了。看不出任何超过这两个值（0，-1）的原因

Answer 5

如果你只是返回，例如16位或32位对齐指针，不均匀的指针地址（LSB等于1）将至少是“神秘的”，并且会创建一个机会来使用我最喜欢的虚假值0xDEADBEEF（对于32位）指针）或0xDEADBEEFBADF00D（对于64位指针）。

Answer 6

您可以使用多个范围，它们是特定于操作系统和体系结构的。

通常大多数平台都会保留第一页（通常长度为4K字节），以捕获空指针的解除引用（加上轻微偏移的空间）。

您还可以指向保留的操作系统页面，在Linux上，这些页面占用从0xc0000000到0xffffffff的区域（在32位系统上）。从用户空间，您将无权访问此区域。

另一个选项（如果要分配多个此类值，则是使用mmap或equivalent分配没有读取或写入权限的页面，并为每个不同的错误值使用此页面的偏移量。

最简单的解决方案，只是使用对0，（-1，-2等）立即为负的值，或立即为正（1，{ {1}}，...）。您可以非常肯定这些地址位于无法访问的页面上。

Answer 7

一种可能性是采用保证存在的C库地址，因此永远不会被malloc或类似地址返回。为了最容易移植，这应该是对象指针而不是函数指针，但在大多数架构上，转换((void*)main)可能都没问题。我想到的一个数据指针是environ，但它是POSIX，或stdin等，不能保证是“真正的”变量。

要使用此功能，您只需使用以下内容：

extern char** environ; /* guaranteed to exist in POSIX */
#define DEADBEAF ((void*)&environ)

什么非NULL内存地址可以自由地用作C中的错误值？

7 个答案: