malloc（）和堆内存

Question

我在以下C代码中得到了一个奇怪的结果。

int main()
{
    int *p = (int *) malloc(100);
    p[120] = 5;
    printf("\n %d", p[120]);
}

由于我只分配了100个字节，因此该代码应该导致分段错误。但是，它打印'5'并且不会给出任何运行时错误。有人可以解释原因吗？

Answer 1

不，代码不应该（必然）给出段错误。当您尝试访问未分配给您的进程的虚拟内存页时，会发生段错误。

“堆”或“免费商店”是您的流程拥有的虚拟内存页面区域。 malloc() API将此区域细分为块，并返回指向块的指针。

如果超出了指针所在块的末尾，则通常会访问作为堆的一部分的内存，但不会访问已分配块的内存。通过这种方式，您可以破坏其他堆块甚至malloc()用于定义堆的数据结构。

有关堆损坏的更多信息，以及在代码的调试版本中检测它的方法，这是一本很棒的书：

Writing Solid Code: Microsoft's Techniques for Developing Bug-Free C Programs by Steve Maguire

迂腐的附录：在极少数情况下，通过访问堆块末尾之外的内存，您可以访问不属于堆的内存。在这些情况下，您可能会遇到预期的分段错误。您还可能损坏堆之外的其他一些数据结构。这真是一个偶然的问题。但是，与典型的堆块相比，堆本身非常大，因此99％的时间代码（例如您的示例）将损坏堆。您提供的示例属于99％的情况。

Answer 2

无效的内存访问不会总是导致分段错误，总线错误或其他崩溃。例如，如果在您的数组之后立即分配了另一个块，则您将更改 块中的值 - 这可能是任何内容。

Answer 3

不，可以提供段错误，但前提是内存不在您的进程中。否则它只会修改程序存储器的其他区域。 C不会检查这一点，或以任何方式保护您，即使在如上所述的明显情况下也是如此。许多软件破解程序使用C的这个“功能”来基本上重写具有提升的priv的程序，并让自己控制你的机器。它被称为buffer overflow exploit。

这就是为什么新软件应该首先避免使用C（和C ++），而不是像Ada这样更安全的语言。

Answer 4

您正在写入尚未分配的内存。如果运行时间足够长，程序最终可能会因堆损坏的影响而终止。

Answer 5

你正在写未初始化的记忆;这在C中是允许的，这不是一个好主意。这种事情不应该导致分段错误。

Answer 6

分段错误的常见原因：

• 取消引用具有无效值的指针
• 取消引用空指针
• 尝试写入只读段

• 释放不正确的指针或非拥有的块。

  int * x = 0;

  x = 200; / 导致分段错误* /

根据确定为非法内存访问的内容，MMU异常会生成Segfaults。根据操作系统如何构建其内存，操作系统上的一个内存访问可能是合法的（尽管是错误的），而在另一个操作系统上，它可能是非法的。