理解在C中为malloc和free创建一个包装器函数。

Question

我在Linux上，并试图使用示例Create a wrapper function for malloc and free in C；但我似乎没有理解什么。

我有一个.c源代码表示.so文件，另一个.c源代码是一个测试器(如下所示)。所以我建得像这样：

# the .so
gcc -c -fpic mymalloc.c
gcc -shared -Wl,-soname,libmymalloc.so -o libmymalloc.so mymalloc.o

# the tester
gcc -o malloctest -Wall -g malloctest.c

..。最后，我像这样测试：

$ LD_PRELOAD=./libmymalloc.so ./malloctest
malloc'ed 5 arrays
free'd 5 arrays

..。而且我只是得到测试程序的输出--而不是在每个malloc/free调用上从.so输出(否则，我理解效果应该是这样)。

有人能帮我弄清楚我哪里出了问题吗？事先非常感谢，

干杯!

mymalloc.c：

//~ gcc -c -fpic mymalloc.c
//~ gcc -shared -Wl,-soname,libmymalloc.so -o libmymalloc.so mymalloc.o
//~ https://svn.apache.org/repos/asf/incubator/triplesoup/donations/TRIPLES-3-RDFStore/dbms/deamon/mymalloc.h
//~ https://stackoverflow.com/questions/262439/create-a-wrapper-function-for-malloc-and-free-in-c

#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>


void * debug_malloc( size_t len, char * file, int line);
void debug_free( void * addr, char * file, int line );

//~ #define mymalloc(x) debug_malloc(x,__FILE__,__LINE__)
//~ #define myfree(x) debug_free(x,__FILE__,__LINE__)
#define malloc(x) debug_malloc(x,__FILE__,__LINE__)
#define free(x) debug_free(x,__FILE__,__LINE__)


//~ void* malloc(size_t sz)
void * debug_malloc( size_t len, char * file, int line )
{
  void *(*libc_malloc)(size_t) = dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");
  //~ printf("malloc\n");
  printf("Malloc from %s:%d",file,line);
  return libc_malloc(len);
}

//~ void free(void *p)
void debug_free( void * addr, char * file, int line )
{
  void (*libc_free)(void*) = dlsym(RTLD_NEXT, "free");
  //~ printf("free\n");
  printf("Free from %s:%d",file,line);
  libc_free(addr);
}

//~ int main()
//~ {
  //~ free(malloc(10));
  //~ return 0;
//~ }

C.

// gcc -o malloctest -Wall -g malloctest.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main() {
  int *ptr1 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr2 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr3 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr4 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr5 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  printf("malloc'ed 5 arrays\n");

  free(ptr1);
  free(ptr2);
  free(ptr3);
  free(ptr4);
  free(ptr5);
  printf("free'd 5 arrays\n");

  return 0;
}

Answer 1

实际上，您已经调用了libc，而不是您的实现。尝试用debug_malloc替换malloc，或者用debug_free替换debug_free，看看不同之处。

Answer 2

define需要包含在malloctest.c文件中的头文件中，这样就可以调用正确的malloc了。因为现在没有任何效果，因为定义只在mymalloc中工作。

只需使用

#define malloc(x) debug_malloc(x,__FILE__,__LINE__)
#define free(x) debug_free(x,__FILE__,__LINE__)

加上原型并包含在malloctest.c中。

Answer 3

由于OP已经比较密集，我将在这里澄清如下：

我对LD_PRELOAD方法很感兴趣，因为我认为可以使用它，而不需要更改原始的可执行文件(对我来说，这也包括不将它链接到新的.so)。我试着遵循@Abhajit和@Anders的建议，实际上把所有东西都放在可执行文件中--这将消除.so，但只是为了看看我是否能让它工作.但我做不到。

当我试图构建下面的源代码时，我得到：

/tmp/ccyUrbW8.o: In function `debug_malloc':
/path/to/malloctest.c:13: undefined reference to `dlsym'
/tmp/ccyUrbW8.o: In function `debug_free':
/path/to/malloctest.c:22: undefined reference to `dlsym'
collect2: ld returned 1 exit status

..。如果使用dlsym构建-fPIC，则不会出现.so问题，AFAIK仅用于.so文件。所以使用dlsym的代码一定是最初打算在.so中使用的--但是如何编译整个程序，所以它是如何工作的呢？

修改后的单一文件malloctest.c：

// gcc -o malloctest -Wall -g malloctest.c

// _GNU_SOURCE => RTLD_NEXT
#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>

//~ #include "malloctest.h"

void * debug_malloc( size_t len, char * file, int line )
{
  void *(*libc_malloc)(size_t) = dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");
  //~ printf("malloc\n");
  printf("Malloc from %s:%d",file,line);
  return libc_malloc(len);
}

//~ void free(void *p)
void debug_free( void * addr, char * file, int line )
{
  void (*libc_free)(void*) = dlsym(RTLD_NEXT, "free");
  //~ printf("free\n");
  printf("Free from %s:%d",file,line);
  libc_free(addr);
}

#define malloc(x) debug_malloc(x,__FILE__,__LINE__)
#define free(x) debug_free(x,__FILE__,__LINE__)



int main() {
  int *ptr1 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr2 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr3 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr4 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  int *ptr5 = (int *) malloc(10 * sizeof (int));
  printf("malloc'ed 5 arrays\n");

  free(ptr1);
  free(ptr2);
  free(ptr3);
  free(ptr4);
  free(ptr5);
  printf("free'd 5 arrays\n");

  return 0;
}