Question

如果您想要背景，请参阅here。简而言之，问题是：“来自Foreign.Marshall.Alloc的bracket (mallocBytes n) free和allocaBytes之间的实际差异是什么。”

通常在C中，alloca在堆栈上分配，malloc在堆上分配。我不确定在Haskell中它发生了什么，但我不希望上述方程式与速度之外的区别。如果您单击了后台链接，您知道编译代码bracket (mallocBytes n) free导致“双重免费或损坏”，而allocaBytes工作正常（在GHCi中根本无法看到问题，一切正常两种情况都很好。）

到现在为止，我花了两天时间进行痛苦的调试，我非常确信bracket (mallocBytes n) free在某种程度上是不稳定的，其余的代码是可靠的。我想知道与bracket (mallocBytes n) free有什么关系。

Answer 1

bracket (mallocBytes size) free将使用C malloc和free，而allocaBytes size将使用由GHC垃圾回收管理的内存。这本身就是一个巨大的差异，因为Ptr的{{1}}可能被未使用（但已分配）的内存所包围：

allocaBytes

结果：

import Control.Exception
import Control.Monad (forM_)
import Foreign.Marshal.Alloc
import Foreign.Ptr
import Foreign.Storable

-- Write a value at an invalid pointer location
hammer :: Ptr Int -> IO ()
hammer ptr = pokeElemOff ptr (-1) 0 >> putStrLn "hammered"

main :: IO ()
main = do
  putStrLn "Hammer time! Alloca!"
  forM_ [1..10] $ \n ->
    print n >> allocaBytes 10 hammer

  putStrLn "Hammer time! Bracket"
  forM_ [1..10] $ \n ->
    print n >> bracket (mallocBytes 10) free hammer

正如您所看到的，虽然我们已经使用Hammer time! Alloca! 1 hammered 2 hammered 3 hammered 4 hammered 5 hammered 6 hammered 7 hammered 8 hammered 9 hammered 10 hammered Hammer time! Bracket 1 hammered <program crashes>，但arr[-1] = 0很高兴地忽略了该错误。但是，如果您写到职位allocaBytes，free会（经常）在您的脸上爆炸。如果另一个分配的内存区域存在内存损坏，它也会在你的脸上爆炸*。

此外，对于-1，指针很可能指向已经分配的内存，而不是指向一个内存的开头，例如。

allocaBytes

这是什么意思？好吧，nursery = malloc(NURSERY_SIZE); // ... pointer_for_user = nursery + 180; // pointer_for_user[-1] = 0 is not as // much as a problem, since it doesn't yield undefined behaviour不太可能在你的脸上爆炸，但是你不会注意到你的C代码变体是否会导致内存损坏。更糟糕的是，只要你在allocaBytes返回的边界之外写字，你可能会破坏其他 Haskell 值。

但是，我们在这里谈论未定义的行为。上面的代码可能会或可能不会在您的系统上崩溃。它也可能在allocaBytes部分崩溃。

如果我是你，我会trace the malloc and free calls。

^{*我曾经在程序中间出现“双重使用免费”错误。调试了所有内容，重写了大部分“坏”例程。不幸的是，错误在调试版本中消失了，但在发布版本中再次出现。事实证明，在allocaBytes的前十行中，我偶然使用main写信给b[i - 1]。}

Answer 2

我能够复制问题，我可以确认存在大量缓冲区溢出。如果您使用以下分配器（请原谅快速和脏代码），它会在缓冲区之后添加页面的0xa5 s并将其转储（如果已修改），您可以在几个测试中看到超过几百个字节：

withBuffer :: Int -> (Ptr a -> IO b) -> IO b
withBuffer n = bracket begin end
  where begin = do
          a <- mallocBytes (n + 4096)
          mapM_ (\i -> pokeByteOff (a `plusPtr` n) i (0xa5 :: Word8)) [0..4095]
          return a
        end = \a -> do
          page <- mapM (\i -> peekByteOff (a `plusPtr` n) i) [0..4095]
          when (any (/= (0xa5 :: Word8)) page) $ do
            putStrLn $ unlines $ map (hexline page) [0,16..4095]
            error "corruption detected"
          free a
        hexline bytes off = unwords . map hex . take 16 . drop off $ bytes
        hex = printf "%02x"

“bracket（mallocBytes n）free”和“allocaBytes”之间有什么区别？

2 个答案: