sprintf/snprintf 是否分配额外的内存？答案

【问题标题】：Does sprintf/snprintf allocate additional memory?sprintf/snprintf 是否分配额外的内存？
【发布时间】：2015-02-17 20:05:51
【问题描述】：

我正在编写一个库，并希望使其绝对与资源无关，这也意味着该库应该与用户提供的内存分配函数一起使用。库还允许用户设置自己的错误处理函数，这些函数以错误消息作为参数调用，如下所示：

typedef void (*error_handler)(const char* msg);

库代码自己准备错误消息，有点像这样（省略消息格式化失败的情况）：

char buf[BUF_SIZE];
snprintf(buf, BUF_SIZE, "Oops found at file '%s' line %d", __FILE__, __LINE__);

但是我可以确定 snprintf 不会为 malloc 的内部使用分配更多内存，显然会绕过用户提供的分配例程吗？我的 Linux 系统中的手册页对此保持沉默。

【问题讨论】：

char* buf[BUF_SIZE]; 还是您的意思是char buf[BUF_SIZE];？
我不知道如何避免它。
即使它在内部使用malloc，只要它不泄漏内存，你为什么要担心？
至少对于 newlib 仅用于格式化浮点数需要额外的内存。
如果您只需要添加文件名和行，您可以在编译时制作字符串...

标签： c memory-management stdio

【解决方案1】：

根据glibc，newlibc源代码，它们在某些情况下都使用malloc，但不是在最可能的情况下。

如果您想知道当前代码何时执行malloc 或任何其他函数，您可以在 Linux 上像这样挂钩 libc 函数：

#define _GNU_SOURCE

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

void *malloc(size_t size) {
    static void *(*original_malloc)(size_t) = NULL;
    if (! original_malloc) {
        /* get the pointer to the original malloc */
        original_malloc = dlsym(RTLD_NEXT, "malloc");
    }

    void *rv = original_malloc(size);
    printf("allocated %zd bytes of memory\n", size);
    return rv;
}

将其编译成共享对象

gcc -Wl,--no-as-needed -shared -ldl -fPIC hook.c -o hook.so

并给出代码

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

int main() {
    char buf[256];
    char *malloced;

    printf("about to run sprintf\n");
    sprintf(buf, "%.250f", 0.123456789);
    printf("done\n");

    printf("about to run asprintf\n");
    asprintf(&malloced, "foo");
    free(malloced);
    printf("done\n");
}

编译成prog，可以运行：

% LD_PRELOAD=./hook.so ./prog
about to run sprintf
done
about to run asprintf
allocated 100 bytes of memory
allocated 4 bytes of memory
done

【讨论】：

非常感谢您展示了如何测试特定实现的方法。

【解决方案2】：

像任何库例程一样，sprintf 和 snprintf可能会也可能不会分配内存供内部使用。

他们不会为结果字符串分配内存。该内存必须由调用者以某种方式分配，并且其地址作为第一个参数传递。如果分配的内存不够大，那么sprintf 将有未定义的行为（因为无法告诉它有多少可用空间），snprintf 将截断结果（假设 size 参数是准确的）。

如果sprintf 或snprintf 的实现分配了内存并且没有安排释放它，那将是内存泄漏。这样的泄漏实际上不会违反语言标准（关于资源分配几乎没有什么可说的），但它会被认为是该实现中的一个错误。

特别是，如果您自己的代码使用自己的内存分配器而不是malloc，那么您调用的任何库函数都可以在内部调用malloc，除非您使用某些系统特定的功能来调用malloc，甚至在标准库中，改为调用您的分配器。例如，fopen() 特别有可能为缓冲区分配内存。

如果您将标准库对malloc 的调用替换为对您自己的分配器的调用，则需要确保您还替换了对realloc、calloc 和free 的任何调用，可能还有一个或多个系统特定的例程。例如，程序完成时运行的清理代码将关闭打开的文件，这可能涉及到对free 的调用。

【讨论】：