是否可以在任何地方替换全局“operator new()”？

Posted 2023-02-16

【中文标题】是否可以在任何地方替换全局“operator new()”？

【英文标题】：Is it possible to replace the global "operator new()" everywhere?

【发布时间】：2010-01-20 19:54:38

【问题描述】：

我想替换全局的operator new() 和operator delete()（以及它们的所有变体）来做一些内存管理技巧。我希望我的应用程序中的所有代码都使用自定义运算符（包括我自己的 DLL 和第三方 DLL 中的代码）。我已经阅读了链接器将选择链接时看到的第一个定义的内容（例如，如果首先链接包含您的自定义 operator new() 的库，它将“击败”与 CRT 的链接）。有没有办法保证这会发生？这有什么规则，因为这确实是一个多重定义的符号（例如，void* operator new(size_t size) 在全局命名空间中有两个定义）？

可能与 CRT 静态链接的第三方 DLL 怎么样？即使它们与 CRT 动态链接，是否有某种方法可以让它们与 my operator new() 链接？

【问题讨论】：

这充满了危险。您确定要执行此操作（y/N）吗？ >

DLL 是二进制文件，因此在您获取它们时它们已经被编译和链接。

很公平。我之所以问，是因为如果您的下一个 *** 问题是“如何在非常重要的生产系统上恢复数据？”，我会感到难过。 ;)

在类 Unix 平台上这通常是可能的，但 Window 的动态库模型不同。在 Unix 上，加载时链接通常符合 C++ 翻译阶段第 9 阶段的 C++ 要求，其中包括链接替换 ​​operator new 和 operator delete。 Windows 的加载时链接实现不符合第 9 阶段，通常无法替换。

【参考方案1】：

C++ 标准明确允许您编写自己的全局运算符 new 和 delete（以及数组变体）。链接器必须让它工作，尽管具体如何由实现者决定（例如，当且仅当一个东西不存在时，像弱外部元素这样的东西有助于提供一些东西）。

就 DLL 而言，它会很棘手：如果没有大量额外的工作，静态链接的 DLL 显然不会使用您的代码。静态链接意味着它已经将库代码的副本复制到 DLL 中，并且 DLL 中使用它的任何代码都具有已经编码的该代码的地址。为了解决这个问题，您必须弄清楚 new 的代码在 DLL 中的位置，并动态修补所有调用它的代码来调用您的代码）。

如果 DLL 动态链接到标准库，它只会稍微容易一些——导入表仍然会编码 DLL 的名称以及该 DLL 中提供所需内容的函数。这可以解决（例如，使用 Microsoft 的 Detours library 之类的东西），但这有点不重要（尽管肯定比 DLL 静态链接标准库时更容易）。

【参考方案2】：

编辑：重新阅读问题后，我意识到您的重点是第三方组件。所以在这种情况下，答案是否定的。涉及的变量太多了。

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（指在您自己的代码中替换“新”）简短的回答是肯定的。这是进行自己的内存管理的系统中的常见技巧。正如您可能已经猜到的那样，正确处理是一件非常棘手的事情，如果您不小心，很容易在您的脸上炸毁，但它肯定是合理的并且被许多软件使用。 （我记得阅读过一些在 Doom 3 SDK 中执行此操作的代码，例如）

至于在第 3 方 DLL 中替换 new 和 delete，这不会发生（至少不安全）。一方面，你怎么知道他们甚至使用 new 和 delete？更不用说他们可能正在做他们自己的这种技术的变体，并依靠它的一些副作用来正常运行。即使你现在让它工作，你怎么知道该组件的某些未来版本不会破坏它？您可以随意使用自己的内存，但为了您和您的用户的理智，请不要尝试对其他二进制文件的内存进行微观管理。