Question

试图理解我的问题的答案

what happens when tried to free memory allocated by heap manager, which allocates more than asked for?

我编写了这个函数，并对其输出感到困惑

int main(int argc,char **argv){
  char *p,*q;
  p=malloc(1); 
  strcpy(p,"01234556789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"); //since malloc allocates atleast 1 byte
  q=malloc(2);
  //    free(q);
  printf("q=%s\n",q);
  printf("p=%s\n",p);

  return 0;
}

输出

q=vwxyz
p=01234556789abcdefghijklm!

任何人都可以解释这种行为吗？或者这个实现是否具体？

如果free（q）被取消注释，我将获得SIGABRT。

Answer 1

您正在将更多字节复制到*p而不是已分配，覆盖分配空间后可能存在于内存位置的任何内容。

当你再次调用malloc时，它需要一部分内存，它知道此时未使用（这恰好是*p之后的几个字节），写了一些簿记信息在那里并返回一个指向该位置的新指针。

簿记信息malloc写入恰好以'！'开头在此运行中，后跟一个零字节，因此您的第一个字符串被截断。新的指针发生在你之前覆盖的内存的末尾。

所有这些都是特定于实施的，可能会导致每次运行或根据月相的不同结果。对malloc()的第二次调用也绝对是以可怕的方式崩溃程序的权利（特别是因为你可能会覆盖malloc在内部使用的内存。）

Answer 2

这次你很幸运：这是一种未定义的行为，不指望它。

通常，但是根据OS，存储器被分配在“页面”中（即多个字节）。另一方面，Malloc()以更“细化”的方式从这些“页面”中分配内存：通过malloc管理的每个分配都存在“开销”。

您从free获得的信号很可能与您通过使用p写过您分配的内容来搞乱内存管理这一事实相关，即写入由{{1}}使用的开销信息。内存管理器，以跟踪内存块等。

Answer 3

这是一个经典的堆溢出。 p只有1个字节，但堆管理器填充分配（在你的情况下是32个字节）。 q在p之后立即分配，因此它自然地获得下一个可用点。例如，如果p的地址是0x1000，则分配给q的地址是0x1020。这解释了为什么q指向字符串的一部分。

更有趣的问题是为什么p只是“01234556789abcdefghijklm”而不是“01234556789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”。原因是内存管理器使用内部簿记分配之间的差距。从内存管理器的角度来看，内存布局如下： p D q 其中D是内存管理器的内部数据结构（在我们的示例中为0x1010到0x1020）。在为q分配内存时，堆管理器将其内容写入簿记区域（0x1010至0x1020）。将字节更改为0会截断字符串，因为它被视为NULL终止符。

Answer 4

“p”的价值：

你分配了足够的空间来容纳这个：“”

[[字符串空终止，还记得吗？你没有看到它，但它就在那里 - 所以这是一个用完的字节。 ]

但你试图存储这个：“01234556789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”

因此，结果是以“123 ..”开头的“东西”被存储在你分配的内存之外 - 可能是在其他地方写入其他“东西”。因此，你的结果将是凌乱的，因为“jidupont”说你很幸运它不会崩溃。

打印输出[BROKEN]“p”

如上所述，你已经写过了“p”的结尾;但malloc不知道这一点。所以当你为“q”要求另一块内存时，也许它会给你记忆，因为它给了你“p”;也许它对齐了内存（典型值），所以它的指针被四舍五入到一些不错的数字;然后它可能会使用一些内存来存储您不应该关注的簿记信息。但你不知道，是吗？你也不应该知道 - 你只是不应该写你没有自己分配的记忆！

结果呢？你看到了你所期望的一些 - 但它被截断了！因为......可能在您使用的内存中分配了另一个块（并且未经许可使用，我可能会添加），或其他拥有该块并更改它的内容，并且在任何情况下某些值都已更改 - 导致：“01234556789abcdefghijklm ！”。再次，幸运的是，事情并没有爆发。

释放“q”

如果您释放“q”，然后尝试访问它 - 正如您正在尝试打印它 - 您将（通常）得到一个讨厌的错误。这是当之无愧的。你不应该取消评论“免费（q）”。但你也不应该试着打印“q”，因为你还没有放任何东西！所有你知道的，它可能包含乱码，因此打印将继续，直到遇到NULL - 这可能直到世界末日才会发生 - 或者更可能，直到你的程序访问更多的内存，它应该'因为操作系统对你不满意而崩溃了。：）

Answer 5

故意滥用这些功能会产生荒谬的结果，这不应该令人费解。

两个连续的mallocs不能保证连续两个内存区域。 malloc可以选择分配超过您请求的内存量，但如果分配成功则不会少。当您选择覆盖未分配的内存时，程序的行为无法保证是可预测的。

这就是C的方式。您可以轻松地滥用malloc返回的内存区域，语言无关紧要。它只是假设在一个正确的程序中你永远不会这样做，而其他一切都是为了争夺。

Answer 6

Malloc就像你的功能一样：）

有很多malloc实现，所以我不会讨论无用的细节。

在第一次调用malloc时，它向系统询问内存。对于示例，假设4096是标准内存页面大小，这是好的。所以你调用malloc要求1个字节。函数malloc将向系统请求4096个字节。接下来，它将使用该存储器的一小部分来存储内部数据，例如可用块的位置。然后它将剪切该块的一部分并将其发回给您。

内部算法将在调用free之后尝试重用块，以避免重新向系统请求内存。

因此，通过这个小解释，您现在可以理解为什么您的代码正在运行。

你正在写内存，问我的malloc到系统。此合并不会打扰系统，因为您保留在为进程分配的内存中。问题是你无法确定你是不是在写软件内存的关键部分。这种关闭错误称为缓冲区溢出，并导致大多数“神秘错误”。

避免它们的最好方法是在linux上使用valgrind。如果你正在写作或阅读你不应该的地方，这种软会告诉你。

这很清楚吗？

Answer 7

我建议阅读这篇介绍。

Pointers And Memory

它帮助我理解了堆栈和堆分配之间的区别，非常好的介绍。

malloc（）的奇怪行为

7 个答案: