Alloca()在堆栈上分配内存,而不是像malloc()那样在堆上分配内存。因此,当我从例程返回时,内存被释放。这实际上解决了动态分配内存的问题。通过malloc()释放分配的内存是一个非常令人头痛的问题,如果以某种方式错过释放会导致各种内存问题。

尽管有上述特性,为什么不鼓励使用alloca() ?


当前回答

在我看来,分配和变长数组的最大风险是,如果分配的大小出乎意料地大,它可能会以非常危险的方式失败。

堆栈上的分配通常没有检入用户代码。

现代操作系统通常会在*下面放置一个保护页面,以检测堆栈溢出。当堆栈溢出时,内核可能会扩展堆栈或杀死进程。Linux在2017年将这个保护区域扩展到比页面大得多,但它的大小仍然是有限的。

因此,作为一条规则,在使用之前的分配之前,最好避免在堆栈上分配超过一个页面。使用分配或可变长度数组,很容易让攻击者在堆栈上进行任意大小分配,从而跳过任何保护页并访问任意内存。

*在当今最广泛的系统中,堆栈向下增长。

其他回答

其他答案都是正确的。但是,如果使用alloca()要分配的对象相当小,我认为这是一种比使用malloc()或其他方法更快、更方便的好技术。

换句话说,alloca(0x00ffffff)是危险的,可能会导致溢出,就像char hugeArray[0x00ffffff];是多少。小心谨慎,通情达理,你会没事的。

在我看来,alloca()在可用的情况下,应该仅以受约束的方式使用。就像“goto”的使用一样,相当多理智的人不仅对alloca()的使用非常反感,而且对它的存在也非常反感。

对于嵌入式使用,其中堆栈大小是已知的,并且可以通过对分配大小的约定和分析施加限制,并且编译器不能升级到支持C99+,使用alloca()是很好的,而且我已经知道使用它。

When available, VLAs may have some advantages over alloca(): The compiler can generate stack limit checks that will catch out-of-bounds access when array style access is used (I don't know if any compilers do this, but it can be done), and analysis of the code can determine whether the array access expressions are properly bounded. Note that, in some programming environments, such as automotive, medical equipment, and avionics, this analysis has to be done even for fixed size arrays, both automatic (on the stack) and static allocation (global or local).

在堆栈上存储数据和返回地址/帧指针的架构上(据我所知,这就是它们的全部),任何堆栈分配变量都可能是危险的,因为变量的地址可以被取走,未检查的输入值可能会允许各种各样的恶作剧。

在嵌入式领域,可移植性不是一个太大的问题,但是它是反对在严格控制的环境之外使用alloca()的一个很好的理由。

在嵌入式空间之外,我主要在日志记录和格式化函数中使用alloca()以提高效率,并在非递归词法扫描器中使用,其中临时结构(使用alloca()在标记化和分类期间创建,然后在函数返回之前填充持久对象(通过malloc()分配)。对较小的临时结构使用alloca()可以在分配持久对象时极大地减少碎片。

Alloca()很好,很有效……但它也被深深打破了。

broken scope behavior (function scope instead of block scope) use inconsistant with malloc (alloca()-ted pointer shouldn't be freed, henceforth you have to track where you pointers are coming from to free() only those you got with malloc()) bad behavior when you also use inlining (scope sometimes goes to the caller function depending if callee is inlined or not). no stack boundary check undefined behavior in case of failure (does not return NULL like malloc... and what does failure means as it does not check stack boundaries anyway...) not ansi standard

在大多数情况下,您可以使用局部变量和主要大小来替换它。如果它用于大型对象,将它们放在堆上通常是一个更安全的想法。

如果你真的需要它,你可以使用VLA(在c++中没有VLA,太糟糕了)。在作用域行为和一致性方面,它们比alloca()要好得多。在我看来,VLA是一种正确的分配。

当然,使用所需空间的主要部分的本地结构或数组仍然更好,如果没有这样的主要堆分配,则使用普通malloc()可能是明智的。 我没有看到你真的真的需要alloca()或VLA的用例。

我想没有人提到过这一点:在函数中使用alloca会阻碍或禁用一些本来可以应用在函数中的优化,因为编译器无法知道函数的堆栈帧的大小。

例如,C编译器常见的优化是在函数中消除帧指针的使用,而是相对于堆栈指针进行帧访问;所以还有一种通用寄存器。但如果在函数内部调用alloca,则sp和fp之间的差异对于函数的一部分是未知的,因此无法进行此优化。

考虑到alloca的使用很少,而且它作为标准函数的不光彩地位,编译器设计人员很可能会禁用任何可能导致alloca出现问题的优化,如果要使它与alloca一起工作需要付出更多的努力的话。

更新: 由于变长局部数组已经添加到C语言中,并且由于这些向编译器提出了与alloca非常相似的代码生成问题,我看到“使用的罕见性和阴暗状态”不适用于底层机制;但是我仍然怀疑使用alloca或VLA会损害使用它们的函数中的代码生成。我欢迎来自编译器设计人员的任何反馈。

alloca并不比变长数组(VLA)更糟糕,但它比在堆上分配更危险。

在x86上(最常见的是在ARM上),堆栈向下增长,这带来了一定的风险:如果你不小心写超出了用alloca分配的块(例如由于缓冲区溢出),那么你将覆盖你的函数的返回地址,因为它位于堆栈的“上面”,即在你分配的块之后。

这样做的后果是双重的:

程序将崩溃的壮观,它将不可能告诉为什么或哪里崩溃(堆栈将最有可能unwind到一个随机地址,由于覆盖的帧指针)。 它使缓冲区溢出的危险增加了许多倍,因为恶意用户可以制作一个特殊的有效负载,将其放在堆栈上,因此最终可以执行。

相反,如果你在堆上写超过一个块,你“只是”得到堆损坏。程序可能会意外终止,但会正确地展开堆栈,从而减少恶意代码执行的机会。