如何绑架C语言标准库函数？

作者：鱼鹰Osprey

C语言动态内存可以使用 malloc 标准库函数，而 C++ 会使用 new 关键字申请，裸机情况下一般没有问题，但是在 RTOS 情况下，就需要考虑资源保护的情况，比如多个任务同时调用 malloc 函数申请内存，如果说不用关中断或互斥量之类的手段进行保护的，有可能同一个内存块被两个任务申请，动态内存内部维护的一些全局变量也可能出现问题。

因此，如果在 RTOS （不应该在中断使用）中使用 malloc 函数，一定要进行保护，像一般的操作系统如 freeRTOS、RT-Thread 都有动态内存的实现，也强烈建议大家使用操作系统提供的动态内存函数，这样安全性有一定保证。

但是有时候我们因为某些原因，需要维护老的项目，而老的项目大量的使用 malloc 函数和 new，此时又该如何呢？

笨办法是一个个替换，如果代码庞大的话，工作量不小，并且不能很好的保证修改不会有问题。

这里鱼鹰介绍一种比较合适的方法，就是重定向函数（函数名不变），类似 weak（困惑多年，为什么 printf 可以重定向？）。

我们只需要随便在一个 C 文件中加入以下代码即可完成：

#include "stdlib.h"


#if defined(__CC_ARM)
void *$Super$$malloc(size_t);
void *$Sub$$malloc(size_t size)
{
    // mutex_lock()
    void *addr = $Super$$malloc(size);
    // mutex_unlock()
    return addr;
}
void $Super$$free(void *);
void $Sub$$free(void *addr)
{
    // mutex_lock()
    $Super$$free(addr);
    // mutex_unlock()
}
#endif

当然这个是在 MDK 环境下才有如此功能。这样上层代码就不用修改了，所有调用 malloc 和 free 的地方都会调用到上面的 sub 函数，这样你可以加入互斥量或者跟踪打印，方便调试。

C++ 版（C++自带重写功能，注意：很多 STL 模板是没有保护的，如 push_back() 慎用）：

#include 
void *operator new(size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
    void *addr= malloc(size);
    return addr;
}
void operator delete(void *addr) throw()
{
    free(addr);
}
void *operator new[](size_t size) throw(std::bad_alloc)
{
    void *addr= malloc(size);
    return addr;
}
void operator delete[](void *addr) throw()
{
    free(addr);
} 
void *operator new(std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow)
{
    void *addr= malloc(size);
    return addr;
}
void *operator new[](std::size_t size, const std::nothrow_t& nothrow)
{
    void *addr= malloc(size);
    return addr;
}

希望对各位道友有帮助。

编辑：黄飞