malloc 是否具有确定性？说如果我有一个分叉进程，也就是另一个进程的副本，并且在某些时候它们都调用 malloc 函数。两个进程中分配的地址是否相同？假设执行的其他部分也是确定性的。
注意：这里，我只讨论虚拟内存，而不是物理内存。
答案 0 :(得分：27)
根本没有理由确定它是确定性的，事实上它不具有确定性可能有一些好处，例如increasing the complexity of exploiting bugs（另见this paper）。
这种随机性有助于使得难以编写的漏洞利用。要成功利用缓冲区溢出，通常需要做两件事：
如果内存位置不可预测，那么跳转会变得非常困难。
标准§7.20.3.3/ 2的相关引用：
malloc函数为大小为的对象分配空间 由size指定，其值是不确定的
如果打算将其确定为确定性，则可以明确说明。
即使它今天看起来确定无疑，我也不会打赌它更新的内核或更新的libc / GCC版本。
答案 1 :(得分：11)
C99规范（至少在其final public draft中）陈述了J.1未指明的行为＆＃39;：
以下未指定： ... 连续调用分配的存储顺序和连续性 calloc，malloc和realloc函数（7.20.3）。
所以看起来malloc并不一定是确定性的。因此，假设它是安全的，这是不安全的。
答案 2 :(得分：7)
这完全取决于malloc实施。特定malloc实现会引入非确定性（除了可能作为应用程序模糊测试之外，没有固有的原因，但即使这样，它也应该默认禁用）。例如，Doug Lea's malloc不使用rand(3)或其中的任何类似方法。
但是，由于malloc在Linux上调用内核（例如sbrk(2)或mmap(2)或在Windows上调用VirtualAlloc），因此这些系统调用可能并不总是确定性的，甚至在其他相同的过程中。无论出于何种原因，内核可能会决定在不同的进程中故意提供不同的mmap'ed地址。
因此，对于通常在没有系统调用的情况下在用户空间中进行服务的小分配，很可能在fork()之后生成的指针将是相同的;由系统服务的大型分配可以是相同的。
一般而言，不要依赖它。如果你真的需要在不同的进程中使用相同的指针，要么在分叉之前创建它们，要么使用共享内存并适当地共享它们。
答案 3 :(得分：2)
这取决于malloc的详细实施。典型的malloc实现（例如，dlmalloc）曾经是确定性的。这只是因为算法本身是确定性的。
然而，由于许多安全攻击，例如堆溢出攻击，malloc，即堆管理器，在其实现中引入了一些随机性。 （但是，它的熵相对较小，因为堆管理器必须考虑速度和空间）因此，在堆管理器中不应该假设严格的确定性是安全的。
此外，当你分叉一个过程时，有各种随机性来源，包括ASLR。
答案 4 :(得分：2)
是的，它在某种程度上是确定性的，但并不一定意味着它会在一个过程的两个分支中给出相同的结果。
例如，单Unix规范说：“为了避免错误，子进程可能只执行异步信号安全操作，直到调用其中一个exec函数为止。”
无论好坏，malloc在“异步信号安全”功能列表中不。
此限制在讨论多线程程序的部分中，但未指定该限制是仅适用于多线程程序，还是也适用于单线程程序。
结论：您不能指望malloc在父母和孩子身上产生相同的结果。如果程序是多线程的，那么你不能指望malloc在孩子身上工作，直到它调用exec - 并且还有合理的问题的空间，即使它确实在孩子呼叫exec之前的单线程孩子。
参考文献：
答案 5 :(得分：0)
您将无法获得相同的实际地址。如果你有进程A和B，则每次调用malloc都会返回一个空闲块的地址。 A和B调用malloc的顺序是不可预测的。但它永远不会“在同一时刻”发生。
答案 6 :(得分：-1)
从技术上讲，如果分叉进程都请求相同大小的块，它们应该分配相同的地址，但每个地址都指向不同的物理/实际内存位置。
Linux使用copy-on-write for fork，因此分叉的子级共享其父级内存，直到任一进程中的某些内容发生更改。此时，内核通过内存复制序列为分叉子项提供内存空间的专用/唯一副本。