在 C 中模拟 `alloca()`

Posted 2023-02-21

【中文标题】在 C 中模拟 `alloca()`

【英文标题】：emulating `alloca()` in C

【发布时间】：2016-12-02 14:36:12

【问题描述】：

如果您通读 GNU libs 文档，您会看到：

一些非 GNU 系统不支持 alloca，因此它的可移植性较差。 但是，用 C 编写的 alloca 的较慢仿真可用于 在有此缺陷的系统上使用。

假设 VLA 也不可用，alloca() 的 C 模拟会是什么样子？

【问题讨论】：

在 C++ 中这将相当容易，但我怀疑您是否可以在标准 C 中编写可移植的 alloca 函数。

真的吗？你能给出一个提示，你将如何在 C++ 中做到这一点？

@user1095108 使用 C++ 你可以只使用 std::shared_ptr，我想。

@WillihamTotland 是的，如果你想从堆中分配。

一个 emulation 应该只尊重全局接口，我的意思是从当前函数返回时自动释放分配的块。本地对象的析构函数可以做到这一点，而像 shared_ptr 或 uniq_ptr 这样的智能指针会自动做到这一点。

【参考方案1】：

根据alloca()是什么

alloca() 函数在栈中分配 size 个字节的空间 调用者的框架。这个临时空间会自动释放 当调用 alloca() 的函数返回给它的调用者时。

实现将是特定于平台的，并且可能编译器应该意识到这一点，因为生成的代码必须尊重堆栈帧处局部变量的非固定偏移量。因此，如果您的工具链没有 VLA - 您与它无关。

【参考方案2】：

由于您正在查看GNU libc documentation，您可能会考虑如何在 GCC 中进行模拟。

GCC 提供了cleanup 属性，允许在变量超出范围时调用清理函数。

void foo (void *p) 
    printf("foo: %p\n", p);


int main(void) 
    int x __attribute__((cleanup(foo)));
    x = 7;
    printf("%p\n", &x);
    return 0;

在上面的程序中，当x超出范围时，foo()被传递给x的地址。

【讨论】：

这很有趣但不是很有用，因为 gcc 提供了 alloca 作为内置函数。

@n.m.不总是。我的意思是，GCC 并不总是为alloca 生成内联代码。这就是 GNU libc 提供模拟实现的原因。

<alloca.h> 头文件显示：#ifdef __GNUC__ #define alloca __builtin_alloca。它可能会也可能不会导致代码内联。 glibc 可以由 gcc 以外的编译器编译。

@n.m.如果不包含alloca.h，如果标志导致GCC 不内联alloca()，链接器将选择仿真。

alloca 需要在典型实现上操作堆栈指针。您不能只从链接器调用函数，所涉及的编译器必须提供一些支持（至少它不能重新排序堆栈上对象的分配等）。与自动变量相比，分配对象的生命周期也存在差异。