VC6编译的Debug版本程序中存在的问题及解决方法
来源：互联网 发布：怎样注册淘宝会员 编辑：程序博客网 时间：2024/04/29 04:09
一、引言
VC6编译的Debug版本程序中如果用到了new或alloc，那么迟早有一天程序会抛出异常。
首先对问题发生的原因进行了分析；其次对其中一种方法的可行性进行了验证，并进行了详细的说明；再次，分析了几个实例；最后是小结。
提供的四种解决方案如下：
1. Recompile the C-Runtime by yourself and change the code to:
(but then you have to use own names instead of MSVCRT!)
/* break into debugger at specific memory allocation */
if (_crtBreakAlloc != -1L && lRequest == _crtBreakAlloc)
_CrtDbgBreak();
2. Update to VC7/VC8/VC9
3. Register your own hook for allocation, and set the _crtBreakAlloc to a
valid value...:
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch(nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc = lRequest-1;
break;
}
return 1;
}
void main()
{
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
char *pTest = NULL;
// do arround 0x10 * 0x100000000 allocs (the lRequest-value wraps 0x10
times....)
for (int a = 0; a < 10; a++)
{
for(int b = 0; b <= 0xffffffff; b++)
{
pTest = (char*) malloc(10);
strcpy(pTest, "sodelle");
free(pTest);
}
printf("/nWrap %d", b+1);
}
}
4. Do not use the debug heap...
这里只针对第3种方法进行分析。
二、VC6的Debug版本中存在的问题及原因
在Microsoft Visual Studio/VC98/CRT/SRC目录下有个DBGHEAP.C文件（一般情况下会有该文件）。其中第57行声明定义了一个计数器_lRequestCurr，初始值为1。
CODE，Line57
static long _lRequestCurr = 1; /* Current request number */
每次new()或malloc()调用，计数器_lRequestCurr会加1，从318行函数_heap_alloc_dbg中第384中的蓝色黑体部分可以看到。
CODE，Line384
++_lRequestCurr;
第59行声明定义了_crtBreakAlloc，该值为-1。
CODE，Line59
_CRTIMP long _crtBreakAlloc = -1L;
再看第318行的函数_heap_alloc_dbg：
CODE，Line318
void * __cdecl _heap_alloc_dbg(
size_t nSize,
int nBlockUse,
const char * szFileName,
int nLine
)
{
long lRequest;
size_t blockSize;
int fIgnore = FALSE;
_CrtMemBlockHeader * pHead;
/* verify heap before allocation */
if (_crtDbgFlag & _CRTDBG_CHECK_ALWAYS_DF)
_ASSERTE(_CrtCheckMemory());
lRequest = _lRequestCurr;
/* break into debugger at specific memory allocation */
if (lRequest == _crtBreakAlloc)
_CrtDbgBreak();
/* forced failure */
if (!(*_pfnAllocHook)(_HOOK_ALLOC, NULL, nSize, nBlockUse, lRequest, szFileName, nLine))
{
if (szFileName)
_RPT2(_CRT_WARN, "Client hook allocation failure at file %hs line %d./n",
szFileName, nLine);
else
_RPT0(_CRT_WARN, "Client hook allocation failure./n");
return NULL;
}
/* cannot ignore CRT allocations */
if (_BLOCK_TYPE(nBlockUse) != _CRT_BLOCK &&
!(_crtDbgFlag & _CRTDBG_ALLOC_MEM_DF))
fIgnore = TRUE;
/* Diagnostic memory allocation from this point on */
if (nSize > (size_t)_HEAP_MAXREQ ||
nSize + nNoMansLandSize + sizeof(_CrtMemBlockHeader) > (size_t)_HEAP_MAXREQ)
{
_RPT1(_CRT_ERROR, "Invalid allocation size: %u bytes./n", nSize);
return NULL;
}
if (!_BLOCK_TYPE_IS_VALID(nBlockUse))
{
_RPT0(_CRT_ERROR, "Error: memory allocation: bad memory block type./n");
}
blockSize = sizeof(_CrtMemBlockHeader) + nSize + nNoMansLandSize;
#ifndef WINHEAP
/* round requested size */
blockSize = _ROUND2(blockSize, _GRANULARITY);
#endif /* WINHEAP */
pHead = (_CrtMemBlockHeader *)_heap_alloc_base(blockSize);
if (pHead == NULL)
return NULL;
/* commit allocation */
++_lRequestCurr;
if (fIgnore)
{
pHead->pBlockHeaderNext = NULL;
pHead->pBlockHeaderPrev = NULL;
pHead->szFileName = NULL;
pHead->nLine = IGNORE_LINE;
pHead->nDataSize = nSize;
pHead->nBlockUse = _IGNORE_BLOCK;
pHead->lRequest = IGNORE_REQ;
}
else {
/* keep track of total amount of memory allocated */
_lTotalAlloc += nSize;
_lCurAlloc += nSize;
if (_lCurAlloc > _lMaxAlloc)
_lMaxAlloc = _lCurAlloc;
if (_pFirstBlock)
_pFirstBlock->pBlockHeaderPrev = pHead;
else
_pLastBlock = pHead;
pHead->pBlockHeaderNext = _pFirstBlock;
pHead->pBlockHeaderPrev = NULL;
pHead->szFileName = (char *)szFileName;
pHead->nLine = nLine;
pHead->nDataSize = nSize;
pHead->nBlockUse = nBlockUse;
pHead->lRequest = lRequest;
/* link blocks together */
_pFirstBlock = pHead;
}
/* fill in gap before and after real block */
memset((void *)pHead->gap, _bNoMansLandFill, nNoMansLandSize);
memset((void *)(pbData(pHead) + nSize), _bNoMansLandFill, nNoMansLandSize);
/* fill data with silly value (but non-zero) */
memset((void *)pbData(pHead), _bCleanLandFill, nSize);
return (void *)pbData(pHead);
}
重点看上述代码中的红色黑体部分，如下：
CODE，Line334
lRequest = _lRequestCurr;
/* break into debugger at specific memory allocation */
if (lRequest == _crtBreakAlloc)
_CrtDbgBreak();
_crtBreakAlloc的值初始化为-1L，且其值不变。每次new或alloc时_lRequestCurr的值加1，当_lRequestCurr从1加到2147483647，再加到-2147483648 ,再加到-1之后，if (lRequest == _crtBreakAlloc)的条件便成立了，此时调用_CrtDbgBreak()，因此发生异常。
注：在我debug测试代码时，虽然_lRequestCurr的初始值为1，但是第一次执行到lRequest = _lRequestCurr时_lRequestCurr的初始值不是1，而是48，之后每次加1。
三、解决方法：
使用第三种方法：
CODE
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch(nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc = lReques - 1;
break;
}
return 1;
}
void main()
{
//在程序入口加入如下代码，以及上边的钩子函数
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
return 0;
}
分析：
_CrtSetAllocHook方法是为了注册一个可以检查内存状况的钩子函数（类似于回调函数，或者说是一种回调函数），注册的钩子函数需符合以下格式：
MyAllocHook(int allocType, void* userData, size_t size, int blockType, long requestNumber, const unsigned char *filename, int lineNumber)。
注册了钩子函数之后，每次调用new和alloc时会调用钩子函数MyAllocHook，调用钩子函数的位置是：
DBGHEAP.c的中函数_heap_alloc_dbg的341行（紫色粗体）
if(!(*_pfnAllocHook)(_HOOK_ALLOC, NULL, nSize, nBlockUse, lRequest, szFileName, nLine))
因此，在第一次调用New或Alloc时，做了如下动作：
1. 执行下面的代码
lRequest = _lRequestCurr;
/* break into debugger at specific memory allocation */
if (lRequest == _crtBreakAlloc)
_CrtDbgBreak();
lRequest 不等于_crtBreakAlloc，因为_crtBreakAlloc等于-1
2. 调用钩子函数MyAllocHook，传入参数lRequest，其值为_lRequestCurr的值，此时_crtBreakAlloc = lRequest - 1
3. ++_lRequestCurr;
4. 在下次执行New或Alloc时，转到第1步，此时lRequest的值比_crtBreakAlloc大2
在钩子函数MyAllocHook中传入了lRequest的值，并修改了_crtBreakAlloc的值，使之与（lRequest）_lRequestCurr不等，这就是实现的基本原理。
四、实例
EXAMPLE I
通过直接设置_crtBreakAlloc为固定的_lRequestCurr很快会达到的值，来使异常立即发生。可以更清楚的追踪异常发生的原因。
#include <CRTDBG.H>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch (nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc =100;
break;
default:
;
}
return 1;
}
void main()
{
// LoadLibrary("BlackBox.dll");
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
char *pTest = NULL;
for (int a = 0; a < 10; a++)
{
for (int b = 0; b <= 0xffffffff; b++)
{
pTest = (char*) malloc(10);
strcpy(pTest, "sodelle");
free(pTest);
//可以在这里打印_crtBreakAlloc的值来观察其运行情况
//std::cout <<_crtBreakAlloc <<std::endl;;
}
printf("/nWrap %d", b + 1);
}
}
分析：
令_crtBreakAlloc =100，不到100次的alloc操作之后，_lRequestCurr=100.
需要讨论的问题：
在我的机器上_lRequestCurr的值是从48开始，而不是从0开始，不知其原因。
EXAMPLE II
通过直接设置_crtBreakAlloc为lRequest + 1，来使异常立即发生
#include <CRTDBG.H>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch (nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc = lRequest + 1;
break;
default:
;
}
return 1;
}
void main()
{
// LoadLibrary("BlackBox.dll");
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
char *pTest = NULL;
for (int a = 0; a < 10; a++)
{
for (int b = 0; b <= 0xffffffff; b++)
{
pTest = (char*) malloc(10);
strcpy(pTest, "sodelle");
free(pTest);
}
printf("/nWrap %d", b + 1);
}
}
分析：
根据上述钩子函数的调用流程，在第2步中_crtBreakAlloc = lRequest + 1时，在第3步中++_lRequestCurr，因此回到第1步中时lRequest（_lRequestCurr）等于_crtBreakAlloc，因此立即发生异常。
EXAMPLE III
通过直接设置_crtBreakAlloc为固定的lRequest - 1，来避免异常发生。
#include <CRTDBG.H>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch (nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc = lRequest - 1;
break;
default:
;
}
return 1;
}
void main()
{
// LoadLibrary("BlackBox.dll");
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
char *pTest = NULL;
for (int a = 0; a < 10; a++)
{
for (int b = 0; b <= 0xffffffff; b++)
{
pTest = (char*) malloc(10);
strcpy(pTest, "sodelle");
free(pTest);
}
printf("/nWrap %d", b + 1);
}
}
分析：
通上述分析。其实，令_crtBreakAlloc = lRequest也是可行的。在执行到
If(lRequest == _crtBreakAlloc)时，_crtBreakAlloc比lRequest的值小1。
EXAMPLE IV
测试std::string
#include <CRTDBG.H>
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch (nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc = lRequest - 1;
break;
default:
;
}
return 1;
}
void main()
{
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
for (int a = 0; a < 10; a++)
{
for (int b = 0; b <= 0xffffffff; b++)
{
std::string a ="temp";
std::cout <<_crtBreakAlloc << std::endl;
}
printf("/nWrap %d", b + 1);
}
}
分析：
可看到以_crtBreakAlloc持续增加。
四、小结
注册钩子函数的方法解决了VC6编译的Debug版本中存在的问题，根据EXAMPLE III可以得出解决方法如下：
int __cdecl MyAllocHook(
int nAllocType,
void * pvData,
size_t nSize,
int nBlockUse,
long lRequest,
const unsigned char * szFileName,
int nLine
)
{
switch(nAllocType)
{
case _HOOK_ALLOC:
case _HOOK_REALLOC:
_crtBreakAlloc = lReques;
break;
}
return 1;
}
void main()
{
//在程序入口加入如下代码，以及上边的钩子函数
_CrtSetAllocHook(MyAllocHook);
return 0;
}
经简单测试发现效率基本没有受到影响。希望大家能讨论指正。此外，其中的行号可能跟实际略有出入。
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