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在 C 中，alloca() 函数在 alloca() 调用者的堆栈帧上分配内存。

当您尝试分配大量无法分配的字节时会发生什么？

  • 在堆栈遇到堆段之前，它是否会分配尽可能多的字节？

  • 或者它根本没有分配任何东西？

    分配（100000000000000000000）；

手册中提到：

alloca() 函数返回一个指向已分配空间开头的指针。如果分配导致堆栈溢出，则程序行为未定义。

我知道这种行为是未定义的。但必须说的远不止这些：

  • 它返回什么，在调用 main 之前指向堆栈顶部之后的第一个字节的指针？
  • alloca() 返回后的堆栈指针与调用 alloca() 之前的堆栈指针不同吗？

有没有人有更多关于这个的信息？

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4 回答 4

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会发生什么取决于您的编译器和使用的强化选项；通常，您没有任何迹象表明它失败了，并且在调用alloca. 通过一些强化选项，您可能能够使崩溃可靠，但您永远无法检测到故障并从故障中恢复。alloca根本不应该使用。这是一个糟糕的错误，看起来好得令人难以置信，因为它是。

于 2014-03-11T23:25:38.247 回答
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GNU libc的 实现alloca()如下：

# define alloca(size)   __builtin_alloca (size)

它使用内置的编译器，因此它完全取决于编译器如何实现它。更具体地说，它取决于堆栈的处理方式，这恰好是一个机器和依赖于 ABI 的数据结构。

让我们来看看一个具体的案例。在我的机器上，这是以下组件 alloca(100000000000L)：

0e9b:  movabsq $-100000000016, %rax ; * Loads (size + 16) into rax.
0ea5:  addq   %rax, %rsp            ; * Adds it to the top of the stack.
0ea8:  movq   %rsp, -48(%rbp)       ; * Temporarily stores it.
0eac:  movq   -48(%rbp), %rax       ; * These five instructions round the
0eb0:  addq   $15, %rax             ;   value stored to the next multiple
0eb4:  shrq   $4, %rax              ;   of 0x10 by doing:
0eb8:  shlq   $4, %rax              ;   rax = ((rax+15) >> 4) << 4
0ebc:  movq   %rax, -48(%rbp)       ;   and storing it again in the stack.
0ec0:  movq   -48(%rbp), %rax       ; * Reads the rounded value and copies
0ec4:  movq   %rax, -24(%rbp)       ;   it on the previous stack position.

gcc-4.2 -g test.c -o test使用以下程序编译 ：

有东西可以参考，现在可以回答您的问题：

在堆栈遇到堆段之前，它是否会分配尽可能多的字节？

它只是按请求的字节数盲目地增加堆栈。根本不执行边界检查，因此堆栈指针和返回值现在都可能位于非法位置。尝试从返回的值读取/写入（或压入堆栈）将导致SIGSEGV.

它返回什么，在调用 main 之前指向堆栈顶部之后的第一个字节的指针？

它返回一个指向已分配内存的第一个字节的指针。

返回后的堆栈指针与调用alloca()之前的堆栈指针不同alloca()吗？

是的，见上面的解释。此外，当调用的函数alloca返回时，堆栈将恢复到前一帧并再次可用。

于 2014-03-12T01:18:56.157 回答
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严格来说，没有人知道，因为“未定义的行为”本身并没有定义。（例如，alloca 不是由 C 或 POSIX 标准定义的）。

仅用于说明，C 对“未定义行为”的定义是（ISO 9899:1999，第 3.4.3 节）：

“在使用不可移植或错误程序结构或错误数据时的行为，本国际标准对此没有要求

“注意可能的未定义行为范围从完全忽略具有不可预测结果的情况，到在翻译或程序执行期间以环境特征的记录方式表现（有或没有发出诊断消息），到终止翻译或执行（有发出诊断消息）。”

所以：绝对任何事情都可能发生。您的硬盘可能会被重新格式化。天空可能会塌陷。（好吧，可能不会，但考虑到您的输入，这将是完全可以接受的。）您不能做出任何假设或陈述。

如果您的程序在 alloca 引起的堆栈溢出后对程序行为做出任何此类假设（或依赖），那么您的程序将被破坏。最好不要猜测特定编译器在这种情况下可能会做什么。你的程序坏了，故事结束。

于 2014-03-11T23:26:31.347 回答
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在 Windows 上，您可以从中恢复。使用 gcc 测试：

/*
 * Show how get memory from stack without crash
 * Currently, compiles ok with mingw, and the latest version of tiny c (from git)
 * Last Version: 29/june/2014
 * Programmed by Carlos Montiers
 */

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <malloc.h>
#include <setjmp.h>

int _resetstkoflw(void);

static jmp_buf alloca_jmp_buf;

LONG WINAPI AllocaExceptionFilter(EXCEPTION_POINTERS * ExceptionInfo)
{

    switch (ExceptionInfo->ExceptionRecord->ExceptionCode) {
    case STATUS_STACK_OVERFLOW:

    // reset the stack
    if (0 == _resetstkoflw()) {
        printf("Could not reset the stack!\n");
        _exit(1);
    }

    longjmp(alloca_jmp_buf, 1);

    break;
    }

    return EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER;
}

int main()
{
    void *m;
    int alloca_jmp_res;
    LPTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER prev;

    //replace the exception filter function saving the previous
    prev = SetUnhandledExceptionFilter(AllocaExceptionFilter);

    alloca_jmp_res = setjmp(alloca_jmp_buf);
    if ((0 == alloca_jmp_res)) {
    m = alloca(INT_MAX);

    } else if ((1 == alloca_jmp_res)) {
    m = NULL;

    }
    //restore exception filter function
    SetUnhandledExceptionFilter(prev);

    if (!m) {
    printf("alloca Failed\n");
    }

    printf("Bye\n");
    return 1;

}
于 2014-07-07T15:10:25.880 回答