替换libc中的内存分配函数

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摘要：

本文介绍如何替换glibc中的内存分配函数为自定义的内存分配函数的方法，可以方便调试内存分配，和查找内存管理错误而产生的问题。本文并不介绍如何实现内存管理，只是针对如何替换和替换Libc内存管理函数遇到的问题进行分析。

正文：

1． 问题提出

嵌入式Linux平台下开发的项目，通常都是使用glibc提供的内存管理。如果涉及到外购和合作开发，通常得到的都是lib，而这些lib也都是使用glibc进行内存管理。因为大规模操作内存，因此难免会出现内存泄露，访问越界等问题，针对于此很多前辈都开发了不少的检查工具,例如effence, dmalloc等等，这些都是替换掉libc的内存管理函数，以自己特殊的内存管理来查找内存方面引起的问题。同样我们也可以针对自己应用的特点写出内存管理函数并替换掉libc的内存管理函数。

2． 替换函数

实现以下函数来替换掉Libc中原有的内存管理函数如下：

extern “C” void *memalign(size_t align, size_t size)

{

}

extern “C” void *malloc(size_t size)

{

}

extern “C” void free(void *ptr)

{

}

extern “C” void *realloc(void *oldBuf, size_t newSize)

{

}

extern “C” void *calloc(size_t nelem, size_t elsize)

{

}

extern “C” void *valloc (size_t size)

{

}

如果有用到C++实现以下函数：

void *operator new(unsigned int size)

{

}

void operator delete(void *ptr)

{

}

3． 有关问题的解决

在使用动态链接libc的情况下，只用实现章节2中的函数即可。

在使用静态链接libc的情况下，因为malloc, free, realloc, memalign在glibc中没有以WEAK声明，因此静态链接无法替换掉这几个函数，会在链接过程中报重复定义，可采取以下两种方法处理：

a. malloc/free/realloc使用malloc hook的方法，不过这样代码要注意多线程安全

b. 将libc.a内的相关符号转换为weak

• 找到链接使用的libc
• ar x libc.a malloc.o            提取malloc.o
• objcopy –W malloc malloc.o   符号weak
• objcopy –W free malloc.o
• objcopy –W realloc malloc.o
• objcopy –W memalign malloc.o
• ar –r libc.a malloc.o        将malloc.o替换回libc
• 使用新的Libc.a进行链接即可

嵌入式上使用交叉编译器ar和objcopy前添加正确的前缀，例如arm-gcc-ar

结束语：

本文提供了在静态编译下libc下替换内存管理函数的方法，方便的替换自己的内存管理.

转载于:https://my.oschina.net/lgl88911/blog/147901