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奇怪的malloc()!

时间：2010-08-23

来源：互联网

本帖最后由 zhuqing_739 于 2010-08-23 15:30 编辑

众所周知，malloc()是在堆空间分配内存的，麻烦大家来看一段代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct student
{
char name[11];
float score;
struct student *node;
}STUDENT;
int main(int argc, char *argv[])
{
STUDENT *p1, *p2, *p3;
printf("the size of STUDENT is %d\n",sizeof(STUDENT));
p1 = (STUDENT *)malloc(sizeof(STUDENT));
if (NULL == p1)
{
printf("malloc error");
return 1;
}
printf("the address is %p\n",p1);
p2 = (STUDENT *)malloc(sizeof(STUDENT));
if (NULL == p2)
{
printf("malloc error");
return 1;
}
printf("the address is %p\n",p2);
p3 = (STUDENT *)malloc(sizeof(STUDENT));
if (NULL == p3)
{
printf("malloc error");
return 1;
}
printf("the address is %p\n",p3);
free(p1);
p1 = NULL;
free(p2);
p2= NULL;
free(p3);
p3 = NULL;
return 0;
}

复制代码

再来看一下输出结果：

the size of STUDENT is 20
the address is 0x804a008
the address is 0x804a020
the address is 0x804a038

请问：很明显，既然STUDENT的大小为20个字节，那为什么malloc()分配的空间会是24(0x804a020 - 0x804a008 = 0x804a038 - 0x804a020 = 24)个字节呢？
ps: 上述程序是在Linux下运行的！
谢谢！

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

分配的内存地址会对齐，很可能多给些

作者: hellioncu 发布时间: 2010-08-23

20个字节，20已经是4的倍数了，已经对齐了啊！？

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

本帖最后由 zhangsuozhu 于 2010-08-23 15:36 编辑

我猜有二种可能。一种是malloc分配时是4K分页对齐的。第二种可能malloc在分配内存时加了些自已的信息在里面。

同楼主求甚解！

作者: zhangsuozhu 发布时间: 2010-08-23

难道多出来的4个字节就是传说中的“内存碎片”吗？

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

QUOTE:

20个字节，20已经是4的倍数了，已经对齐了啊！？
zhuqing_739 发表于 2010-08-23 15:29

可能是按8字节对齐的

作者: hellioncu 发布时间: 2010-08-23

QUOTE:

可能是按8字节对齐的
hellioncu 发表于 2010-08-23 15:38

不对啊！如果是按8个字节对齐的话，第一个printf()输出结果就不是20了！

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

QUOTE:

不对啊！如果是按8个字节对齐的话，第一个printf()输出结果就不是20了！
zhuqing_739 发表于 2010-08-23 15:42

不是说你的结构，是说malloc分配的内存地址

作者: hellioncu 发布时间: 2010-08-23

SGI的malloc自己也需要保存一些信息在内存里面。应该是这些信息占用了空间，我看看malloc源码

作者: davelv 发布时间: 2010-08-23

本帖最后由 zhuqing_739 于 2010-08-23 16:02 编辑

QUOTE:

不是说你的结构，是说malloc分配的内存地址
hellioncu 发表于 2010-08-23 15:44

看下面这段改过的程序就知道不是按8对齐的了！

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct student
{
char name[11];
float score;
struct student *node;
}STUDENT;
int main(int argc, char *argv[])
{
STUDENT *p1, *p2, *p3;
printf("the size of STUDENT is %d\n",sizeof(STUDENT));
p1 = (STUDENT *)malloc([size=5]4[/size]);
if (NULL == p1)
{
printf("malloc error");
return 1;
}
printf("the address is %p\n",p1);
p2 = (STUDENT *)malloc([size=5]4[/size]);
if (NULL == p2)
{
printf("malloc error");
return 1;
}
printf("the address is %p\n",p2);
p3 = (STUDENT *)malloc([size=5]4[/size]);
if (NULL == p3)
{
printf("malloc error");
return 1;
}
printf("the address is %p\n",p3);
free(p1);
p1 = NULL;
free(p2);
p2 = NULL;
free(p3);
p3 = NULL;
return 0;
}

复制代码

看一下输出结果：
the size of STUDENT is 20
the address is 0x804a008
the address is 0x804a018
the address is 0x804a028

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

看了一下大源代码。有如下注释：

QUOTE:

Convert request size to internal form by adding SIZE_SZ bytes
overhead plus possibly more to obtain necessary alignment and/or
to obtain a size of at least MINSIZE, the smallest allocatable
size. Also, checked_request2size traps (returning 0) request sizes
that are so large that they wrap around zero when padded and
aligned.

作者: zhangsuozhu 发布时间: 2010-08-23

另外：请问谁有C库函数的源代码啊？
我一直想看一下，各个库函数是怎么编写的，在网上就是找不到！如果有，发到我的邮箱：
[email protected]
或者：
MSN：[email protected]
小弟谢谢了！

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

回复 zhuqing_739

http://www.gnu.org/software/libc/

作者: zhangsuozhu 发布时间: 2010-08-23

楼主发了一系列“奇怪的……”文章

作者: jnjn999 发布时间: 2010-08-23

这样，就有人进来了！

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

讲最小分配大小的时候有这么一段话
  Minimum overhead per allocated chunk: 4 or 8 bytes
   Each malloced chunk has a hidden word of overhead holding size
   and status information.

  Minimum allocated size: 4-byte ptrs:  16 bytes (including 4 overhead)
   8-byte ptrs:  24/32 bytes (including, 4/8 overhead)

   When a chunk is freed, 12 (for 4byte ptrs) or 20 (for 8 byte
   ptrs but 4 byte size) or 24 (for 8/8) additional bytes are
   needed; 4 (8) for a trailing size field and 8 (16) bytes for
   free list pointers. Thus, the minimum allocatable size is
   16/24/32 bytes.

   Even a request for zero bytes (i.e., malloc(0)) returns a
   pointer to something of the minimum allocatable size.

另外附上内存空间图

An allocated chunk looks like this:
chunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Size of previous chunk, if allocated | |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Size of chunk, in bytes |M|P|
mem-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| User data starts here... .
. .
. (malloc_usable_size() bytes) .
. |
nextchunk-> +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Size of chunk |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

复制代码

具体信息自己参考源码malloc.c

作者: davelv 发布时间: 2010-08-23

见编程珠玑中文第二版P70结尾处

作者: pk8995 发布时间: 2010-08-23

怎么查看malloc.c的源码啊？谢谢！

作者: zhuqing_739 发布时间: 2010-08-23

glibc各个版本的源码此处有下载
ftp://ftp.gnu.org/gnu/glibc/

作者: davelv 发布时间: 2010-08-23

看到了如下注释：原来内存块之间是有8字节对齐的（size_t==4）

Alignment:                            2 * sizeof(size_t) (default)
   (i.e., 8 byte alignment with 4byte size_t). This suffices for
   nearly all current machines and C compilers. However, you can
   define MALLOC_ALIGNMENT to be wider than this if necessary.

作者: davelv 发布时间: 2010-08-23

发的得到顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶的

作者: 短发布时间: 2010-09-17

奇怪的malloc()!

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