我的malloc函数分配的次数超出了我的预期

Question

这是我正在尝试运行的代码。 malloc函数分配800个字节。

void DynamicMemoryAllocationUsingMalloc()
{
    int* p,i;
    if((p = (int*) malloc(800)) == NULL)
    {
        printf("\n Out of Memory \n");
        exit(0);
    }

    for(i =0;i < 800;i++)
    {
        printf(" 0x%x", (p + i));
        printf(" %d\n", *(p + i));

    }
}

但是在我打印地址的for循环中，我能够安全地跳过800个内存位置（使用整数指针p ），每个4字节长（整数的大小），相当于3200字节。 这是怎么可能的，或者我很幸运没有得到访问冲突错误，即使我实际上进入了我尚未分配给我的程序的内存区域？ 我看到垃圾写在所有内存位置的原因显而易见，因为我没有将这些内存位置设置为任何内容。

注意 ：它是在Windows 7上运行的C程序。

Answer 1

这是怎么可能的，或者我很幸运没有得到访问冲突错误，即使我实际上进入了我尚未分配给我的程序的内存区域？

代码到达printf(" %d\\n", *(p + 200)); 是试图读取外部分配的内存。 这是未定义的行为 UB。

UB是UB。 它可能每天都会发生，或者在下次运行时更改。

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你不幸运。 幸运的是你的代码会在那里停止。

即使读取未初始化的int数据也是UB。 因此，只要printf(" %d\\n", *(p + 0));代码就有UB（或者可能是实现定义printf(" %d\\n", *(p + 0)); 。 IAC，代码可以在那里停止。

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我的malloc函数分配的次数超过了我的意图吗？

这是棘手的一点。 调用UB的代码会产生可疑的结果。 没有UB的代码没有标准的方法来测试问题。 确定这一点的唯一非UB方式是库是否提供了具有答案的函数。

printf("True size %lu\n", (unsigned long) True_size(p));

注意：OP断言int是4个字节。

Answer 2

它的工作原因可能是因为您没有超出当前为该进程分配的内存范围。 现代系统通常将内存分配给4千字节的进程。 您的第一次分配可能在页面的开头，而您正在窥探的内存可能位于该第一页的未分配的剩余部分中。

操作系统无法检测到无效的内存访问，除非它们超出为您的进程分配的内存范围。 就操作系统而言，它为您的流程提供了页面和流程正在使用它。 它不关心你的进程使用的malloc例程是否说你的程序“拥有”那个内存。

在获得访问冲突之前，查看您可以阅读的内容可能是一个有趣的实验。 在尝试阅读之前，只需循环并打印每个地址。

Answer 3

但是在我打印地址的for循环中，我能够安全地跳过800个内存位置（使用整数指针p），每个4字节长（整数的大小），相当于3200字节。

我猜“安全”你的意思是程序不会崩溃。 当应用于航空旅行时，这是一个正确的定义，但不适合计算机程序。

这是怎么可能的，或者我很幸运没有得到访问冲突错误，即使我实际上进入了我尚未分配给我的程序的内存区域？

通过访问未分配的内存，您的程序会显示未定义的行为。 认识到这个问题，你会受到赞扬。 但是，引用@KerrekSB，“未定义的行为是未定义的”。 一般来说，您不能假设未定义行为的任​​何特定表现。

例如，如果您的程序碰巧崩溃，并且存在访问冲突，那么您可以确定它已经展示了未定义的行为，因为C没有定义任何产生该行为的方法。 但仅仅因为它似乎做了你所期望的并不意味着它的行为是定义的。 如果没有定义，那么一般来说，你也不能确信它是否一致。

所以基本上，是的，你很幸运。 或者也许不走运。 我自己，我宁愿让程序崩溃，以便我收到警报。

Answer 4

这是一个未定义行为的例子。 从逻辑上讲，这个程序应该打破。 但它并不是因为过程映像有一些额外的空间，你可以在没有操作系统发送段错误的情况下溢出。 我的意思是，不是去800，而是上升到1000,10000，等等。 最终，您将在任意数量的迭代中获得段错误。

你可以这么高的原因是因为你的程序在ram中有很多开销，这个开销被允许溢出。

Answer 5

C标准答案 ：访问超出已分配内存的内存会导致未定义的行为。

现实世界的答案 ：您的程序使用malloc（）分配内存，malloc（）从操作系统（在本例中为Windows）中提供内存。 但是，每次malloc（）调用都不会导致对操作系统的调用。 实际上，Malloc通常会分配比现在需要的内存更多的内存，然后将中断至少是您请求的大小的块。 这是出于性能原因而完成的，因为每次调用操作系统都会产生一些开销。 此外，还有一个最小“页面大小”，它是可以从操作系统分配的最小内存单元。 4096字节是典型的页面大小。

因此，在您的情况下，您正在访问malloc已从系统配置但尚未分配使用的内存。 您应该避免这种情况，因为下一次调用malloc可能会导致内存被分配用于其他目的。