如何检测malloc失败？

Question

如何使用可移植的方式检查malloc是否未成功分配非零内存块？

- pic11

Answer 1

根据 Single Unix Specification，当 malloc 失败时将返回 NULL 并设置 errno。

- a3nm

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errno 是线程安全的。不要听信告诉你相反的人。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

引用文献是XBD 3.396：http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/V1_chap03.html#tag_03_396 线程是进程中的单个控制流。每个线程都有自己的线程ID、调度优先级和策略、错误码值、线程特定的键/值绑定以及支持控制流所需的系统资源。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

malloc() 在分配失败时会返回 NULL。即使 OP 使用 "分配非零内存块" 进行了豁免，malloc(0) 也可能返回 NULL。 - chux - Reinstate Monica

C语言标准没有要求在malloc()失败时设置errno，因此一般情况下不能依赖它。 - Toby Speight

Answer 2

我总是这样做：

tok = malloc( sizeof( char ) * ( strlen(tc) + 1 ) );

if( tok == NULL )
{
     /* Malloc failed, deal with it */
}

有些人会写成 tok = (type) malloc( ... ) 但你应该强制转换结果，因为这样可以隐藏一些难以发现的错误。我将进行一些研究，看看能否找出确切的错误。

编辑：

强制转换malloc会隐藏掉一个遗漏的#include <stdlib.h>

我在这个链接中找到了一个非常好的解释:

http://cboard.cprogramming.com/faq-board/25799-faq-casting-malloc.html

"所以当你这么写(char*)malloc(10)

你是说你拿到malloc返回的任何东西， 把它转换成char*， 并将其分配给相关变量。

如果malloc被适当地声明（通过包含stdlib.h）， 其定义返回void*，这一切都很好。

问题出在你没有包含stdlib.h时， 编译器最初假设malloc返回int。 真正的问题是，你没有从编译器获得任何警告。

然后你高高兴兴地把那个int转换成了char* （通过强制类型转换）。 在sizeof(char*)与sizeof(int)不同的机器上， 这段代码是严重错误的。

现在，如果你只是写 char *var = malloc(10); 而忘记了包含头文件， 编译器会给出警告。"

- Swift

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дҢ д№џеғ”иҮӨйЃүе…Қ写sizeof(char)гЂ‚еЏҮд»ӨдҢүз”Ёsizeof *tokжқӨд»Әж›үпәЊж€–者干脆дёҚ写。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

使用sizeof(datatype)不会使它在使用不同大小的该数据类型的系统上兼容吗？ - Swift

除了这不是任意数据类型，它是 char，而 sizeof 是以 char 为单位的。根据定义，sizeof(char) 为1，从概念上讲，这类似于单位误差。无论如何，使用 sizeof *dest_ptr 更好，因为如果您将 dest_ptr（此处为 tok）的类型更改为其他类型，它会自动调整。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

是的，如果使用int，需要乘以sizeof(int)。但是，直接从指向类型大小中获取大小最安全，例如在你的示例中使用sizeof *tok。这样，如果更改类型并忘记更新malloc调用，就不会传递错误的大小。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

由于这是SO，我们必须严谨，OpenBSD的人建议不要使用乘法来确定malloc大小，因为它可能会导致整数溢出在未经过良好消毒的输入上。他们定义了reallocarray来处理这个问题，但更便携的解决方案可能是使用calloc。当然，对内存进行清零会有性能损失，但通常可以忽略不计。 - bgw

Answer 3

当以下情况发生时，您可以检测到分配失败：

malloc(n)返回NULL

这是最常见和可靠的测试方法来检测分配失败。如果您想要超出POSIX/SUS的可移植性，我不会相信errno。如果您需要详细信息，例如记录日志，我会在调用之前将errno设置为0，看看它是否更改，然后可能记录下来。

malloc(n)返回一个非NULL地址，该地址没有被实际内存支持

尝试访问该地址并查看操作系统是否关闭进程。是的，这种情况可能发生。这被称为内存过度承诺，类似于银行的准备金制度。这是操作系统或虚拟机器的乐观方法，它们会返回地址到虚拟内存，他们赌气他们永远不必提供实际内存。这在Linux、VMware上发生。（我找不到任何显式的Windows过度承诺证据，尽管请求的页面只有在访问时才“提交”。）

那么问题来了，“如何可移植地检测我的程序是否即将在访问我之前信任的malloc获取的地址时崩溃？”一种方法可能是read()从一个随机文件读取到测试区域并查看操作系统是否返回EINVAL或等效值。

对于额外的分数，

malloc(0)返回NULL，并使errno未定义

我知道这个问题要求“非零[大小]内存块”，但这很有趣。考虑符合SUS的分配器，它打算为零大小的分配返回非NULL（可以这样做），但然后失败，因此必须返回NULL。它可以尝试设置errno。这是一个失败吗？我认为Hoare说我们为这种歧义付出了十亿美元。因此，调用malloc(0)是不可移植的，而提问者可能已经知道了！

- David Leonard

Answer 4

当然。一种可移植的方法是检测 malloc(...) 是否返回NULL。

- Stephen C

Answer 5

malloc(n)在失败时返回NULL。
malloc(0)可能会返回NULL。

为了检测失败：

void* ptr = malloc(n);
if (ptr == NULL && n > 0) Handle_Failure();

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注意：

就像在提问者的情况中：“……分配非零内存块”，通常代码是这样的，即不能出现0的分配请求，因此不需要进行0测试。

size_t nstr = strlen(some_string) + 1;
void* ptrstr = malloc(nstr);
if (ptrstr == NULL) Handle_Failure();

一些系统在失败时会设置errno，但并非所有系统都是这样。在C11规范中，由于内存分配失败而设置errno是没有明确定义的。

malloc(n)函数期望的参数n是无符号类型size_t。如果使用带有负值的int n，将转换为一些较大的无符号值，然后可能会导致内存分配失败。

- chux - Reinstate Monica