构造一个指向alloca的函数指针会导致链接器错误？

Question

我试图写一个函数，传递一个函数用于分配作为其参数;它应该接受void *(*)(size_t)类型的任何有效分配器。但是，当我尝试使用alloca作为分配器时，我遇到了奇怪的行为 - 构造一个指向alloca函数的函数指针编译得很好，但会导致链接器错误：

#include <stdlib.h>
#include <alloca.h>

int main() {
  void *(*foo)(size_t) = alloca;
}

结果是

/tmp/cc8F67yC.o: In function `main':
test15.c:(.text+0x8): undefined reference to `alloca'
collect2: error: ld returned 1 exit status

这与内联的alloca有关吗？但是，当函数不需要具有地址时，不会仅作为优化进行内联。事实上，使用GCC，我甚至可以编写我自己的版本，它在上面的代码中按预期工作：

static inline void *alloca(size_t n) {
  return __builtin_alloca(n);
}

有没有理由说标准版本的行为方式不一样？

Answer 1

引用here的手册页：

代码内联的事实意味着无法获取此函数的地址，或通过链接到不同的库来更改其行为。

该页面还提到：

如果有一个这个功能的私人版本，会产生混乱的后果

Answer 2

谁说你的功能

static inline void *alloca(size_t n) {
    return __builtin_alloca(n);
}

作品？ __builtin_alloca分配的对象在函数结束时符合它的生命周期，所以一旦你返回它，你就有了一个悬空指针！

Answer 3

你不能做你的建议。 alloca是一个非常特殊的野兽，它只能在函数体内显式调用，而不能在函数调用的参数表达式中调用。

请注意，没有标准版本的alloca。 C标准和POSIX都没有描述这个功能。

将alloca重新定义为调用__builtin_alloca的内联函数的公开替代方法不起作用：除其他问题外，__builtin_alloca()返回的指针只有在调用者返回时才有效，无论是否内联。

linux man page非常明确：

[...]

描述

alloca()函数在调用者的堆栈帧中分配空间的大小字节。当调用alloca()的函数返回其调用者时，将自动释放此临时空间。

返回值

alloca()函数返回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。

[...]

符合

此功能不在POSIX.1中。

有证据表明alloca()功能出现在32V，PWB，PWB.2,3BSD和4BSD中。在4.3BSD中有一个手册页。 Linux使用GNU版本。

笔记

alloca()函数依赖于机器和编译器。对于某些应用，与使用malloc(3)和free(3)相比，它的使用可以提高效率。在某些情况下，它还可以简化使用longjmp(3)或siglongjmp(3)的应用程序中的内存释放。否则，不鼓励使用它。

因为alloca()分配的空间是在堆栈帧中分配的，所以如果通过调用longjmp(3)或siglongjmp(3)跳过函数返回，则会自动释放该空间。

如果引用它的指针超出范围，则alloca()分配的空间不会自动解除分配。

不要尝试free(3)分配的alloca()空间！

关于GNU版本的注释

通常，gcc（1）使用内联代码转换对alloca()的调用。当给出-ansi，-std=c89，-std=c99或-std=c11选项并且不包括标题<alloca.h>时，不会这样做。否则，（没有-ansi或-std=c*选项）<stdlib.h>的glibc版本包括<alloca.h>并且包含以下行：

      #ifdef  __GNUC__
       #define alloca(size)   __builtin_alloca (size)
       #endif

如果有这个功能的私人版本，会产生混乱的后果。

代码内联的事实意味着无法获取此函数的地址，或通过链接到不同的库来更改其行为。

内联代码通常由调整堆栈指针的单个指令组成，并且不检查堆栈溢出。因此，没有NULL错误返回。

BUGS

如果无法扩展堆栈帧，则没有错误指示。 （但是，在分配失败后，如果程序尝试访问未分配的空间，程序可能会收到SIGSEGV信号。）

在许多系统中，alloca()不能在函数调用的参数列表中使用，因为alloca()保留的堆栈空间将出现在函数参数的空间中间的堆栈中。