段錯誤在C垃圾收集

Question

我建立一個簡單的垃圾收集器C，與收集malloced指針，並釋放他們都在最後一個空指針鏈表。

#include "linked_list.h" 

#define MAKE_GC(NAME) \ 
MAKE_LIST(NAME); \ 
static void _throw_away_##NAME() { \ 
    ITERATOR(NAME) = &NAME; \ 
    do { \ 
     free(ITERATOR(NAME)->elem); \ 
    } while ((ITERATOR(NAME) = ITERATOR(NAME)->next) != NULL); \ 
    DESTROY_LIST(NAME); \ 
} 

#define GC_ALLOC(TYPE, TARGET, LEN, GC_NAME) \ 
do { \ 
    TARGET = (TYPE *)malloc(LEN * sizeof(TYPE)); \ 
    PUSH(TYPE *, TARGET, GC_NAME); \ 
} while (0) 

#define GC_FREE(NAME) _throw_away_##NAME() 

以上是垃圾收集器，和下面是linked_list.h

struct linked_list { 
    void *elem; 
    struct linked_list *next; 
}; 

#define ITERATOR(LIST_NAME) _iter_##LIST_NAME 

#define MAKE_LIST(NAME) \ 
struct linked_list NAME = { NULL, NULL }; \ 
struct linked_list *ITERATOR(NAME) = &NAME 

#define PUSH(TYPE, X, LIST) \ 
do { \ 
    ITERATOR(LIST) = ITERATOR(LIST)->next = (struct linked_list *)malloc(sizeof(struct linked_list)); \ 
    *(TYPE *)ITERATOR(LIST)->elem = X; \ 
    ITERATOR(LIST)->next = NULL; \ 
} while (0) 

#define DESTROY_LIST(LIST) \ 
do { \ 
    struct linked_list *l; \ 
    ITERATOR(LIST) = &LIST; \ 
    do { \ 
     l = ITERATOR(LIST)->next; \ 
     free(ITERATOR(LIST)); \ 
    } while ((ITERATOR(LIST) = l) != NULL); \ 
} while (0) 

當我測試此代碼與下面，

#include <stdio.h> 
#include "garbage_collector.h" 

MAKE_GC(char_gc); 

int main() { 
    char *str; 
    int i; 

    GC_ALLOC(char, str, 11, char_gc); 
    for (i = 0; i < 10; i++) { 
     putchar(str[i] = i + '0'); 
    } 
    str[i] = '\0'; 
    putchar('\n'); 
    puts(str); 

    GC_FREE(char_gc); 
    return 0; 
} 

它運行如預期，儘管調試器（gdb和Visual Studio調試器）不斷拋出GC_ALLOC中的段錯誤。這是一段非常短的代碼，我非常惱火，我仍然不知道它出錯的地方。

我想知道在哪裏我的計劃被打破，其他地方實施前解決它。預先感謝您的幫助。

Answer 1

在你PUSH宏，我不認爲這行是正確的：

*(TYPE *)ITERATOR(LIST)->elem = X; \ 

我想你想是這樣的：

ITERATOR(LIST)->elem = (void *)X; \ 

在代碼中，我得到了賽格故障在這裏：

GC_ALLOC(char, str, 11, char_gc); 

而且這樣的事實：GC_ALLOC做一個的到期，將str作爲X傳遞。一旦str已由上一行正確分配，您希望將指針指定爲elem，但代碼嘗試解除引用elem，然後將指針指定給解除引用的項目。解除引用elem在這一點上是非法的，並且seg故障，因爲它沒有被分配（並且不應該在那一點上）。

之後，你在你的代碼最終GC_FREE有問題，因爲它最終嘗試釋放未分配的指針。當GC_FREE嘗試DESTROY_LIST(gc_Char)，它開始與列表中的第一項。但這個項目沒有通過malloc分配（看看MAKE_LIST），所以不能使用free被free'd。所以當我們想要DESTROY_LIST時，我們必須跳過列表中的第一項。以下代碼已修復這些項目，並且似乎對您的測試用例正常工作：

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

struct linked_list { 
    void *elem; 
    struct linked_list *next; 
}; 

#define ITERATOR(LIST_NAME) _iter_##LIST_NAME 

#define MAKE_LIST(NAME) \ 
struct linked_list NAME = { NULL, NULL }; \ 
struct linked_list *ITERATOR(NAME) = &NAME 

#define PUSH(TYPE, X, LIST) \ 
do { \ 
    ITERATOR(LIST) = ITERATOR(LIST)->next = (struct linked_list *)malloc(sizeof(struct linked_list)); \ 
    ITERATOR(LIST)->elem = (void *)X; \ 
    ITERATOR(LIST)->next = NULL; \ 
} while (0) 

#define DESTROY_LIST(LIST) \ 
do { \ 
    struct linked_list *l; \ 
    ITERATOR(LIST) = &LIST; \ 
    l = ITERATOR(LIST)->next; \ 
    while ((ITERATOR(LIST) = l) != NULL) { \ 
     l = ITERATOR(LIST)->next; \ 
     free(ITERATOR(LIST)); \ 
    } \ 
} while (0) 

#define MAKE_GC(TYPE, NAME) \ 
MAKE_LIST(NAME); \ 
static void _throw_away_##NAME() { \ 
    ITERATOR(NAME) = &NAME; \ 
    do { \ 
     free(ITERATOR(NAME)->elem); \ 
    } while ((ITERATOR(NAME) = ITERATOR(NAME)->next) != NULL); \ 
    DESTROY_LIST(NAME); \ 
} 

#define GC_ALLOC(TYPE, TARGET, LEN, GC_NAME) \ 
do { \ 
    TARGET = (TYPE *)malloc(LEN * sizeof(TYPE)); \ 
    PUSH(TYPE *, TARGET, GC_NAME); \ 
} while (0) 

#define GC_FREE(NAME) _throw_away_##NAME() 

MAKE_GC(char, char_gc); 

int main() { 
    char *str; 
    int i; 
    GC_ALLOC(char, str, 11, char_gc); 
    for (i = 0; i < 10; i++) { 
     putchar(str[i] = i + '0'); 
    } 
    str[i] = '\0'; 
    putchar('\n'); 
    puts(str); 
    GC_FREE(char_gc); 
    return 0; 
}