使用 GCC 和 clang __attribute__((cleanup)) 和指针声明的一种很好的惯用方式

Question

我认为 GCC 扩展 __attribute__((cleanup)) 是一个好主意，至少在某些情况下是这样，但我不知道如何以一种好的方式使用它。我所做的一切看起来仍然很烦人。

我看到很多代码在做#define _cleanup_(x) __attribute__((cleanup(x)) 只是为了减少输入，但它有办法传递一个标准函数，如free 或closedir、fclose 等？

正如我所见，我不能只写：

__attribute__((cleanup(free))) char *foo = malloc(10);

因为清理回调会收到char** 指针，而我必须总是写这样的东西：

static void free_char(char **ptr) { free(*ptr); }
__cleanup__((free_char)) char *foo = malloc(10);

这很烦人，最烦人的部分是为您需要的所有类型定义此类清理函数，因为显然您不能只为void ** 定义它。避免这些事情的最佳方法是什么？

Answer 1

这里有一个库可以在__attribute__((cleanup)) 之上构建通用智能指针（unique_ptr 和shared_ptr）：https://github.com/Snaipe/libcsptr

它允许你像这样编写更高级别的代码：

#include <stdio.h>
#include <csptr/smart_ptr.h>
#include <csptr/array.h>

void print_int(void *ptr, void *meta) {
    (void) meta;
    // ptr points to the current element
    // meta points to the array metadata (global to the array), if any.
    printf("%d\n", *(int*) ptr);
}

int main(void) {
    // Destructors for array types are run on every element of the
    // array before destruction.
    smart int *ints = unique_ptr(int[5], {5, 4, 3, 2, 1}, print_int);
    // ints == {5, 4, 3, 2, 1}

    // Smart arrays are length-aware
    for (size_t i = 0; i < array_length(ints); ++i) {
        ints[i] = i + 1;
    }
    // ints == {1, 2, 3, 4, 5}

    return 0;
}

至于惯用语吗？好吧，上面肯定接近惯用的 C++。没有C那么多。该功能显然主要在 GCC 和 Clang 中得到支持，因为它们也有 C++ 编译器，因此它们可以选择在 C 前端中使用 RAII 机制，而无需额外费用；以这种方式编写 C-intended-as-C 并不是一个好主意。它有点依赖于存在的 C++ 编译器，尽管实际上并未使用。

如果是我，我可能会研究实现自动释放池，或者类似的东西，实际上可以在纯 C 语言级别上完成。取决于您需要多快释放资源；为了记忆，你通常可以不用立即清理。

Answer 2

你不能写__attribute__((cleanup(free)))，但你不需要为每种类型写一个free清理函数。这很丑，但你可以这样写：

static void cleanup_free(void *p) {
  free(*(void**) p);
}

我第一次看到这个in the systemd codebase。

对于其他函数，您通常需要编写一个带有额外间接级别的包装器，以便与__attribute__((cleanup)) 一起使用。 systemddefines a helper macro for this:

#define DEFINE_TRIVIAL_CLEANUP_FUNC(type, func)             \
    static inline void func##p(type *p) {                   \
            if (*p)                                         \
                    func(*p);                               \
    }                                                       \
    struct __useless_struct_to_allow_trailing_semicolon__

使用all over the place，例如

DEFINE_TRIVIAL_CLEANUP_FUNC(FILE*, pclose);

#define _cleanup_pclose_ __attribute__((cleanup(pclosep)))