问道 C 的基础题

[b00tyhunt3r]

对于以下代码段，正确的说法是：

char *p;
while (1)
    {
        p = malloc(1);
        *p = 0;
    }

A. 最终程序会因为没有没有空间了而退出

B. 最终程序会因为向 0 地址写入而退出

C. 程序会一直运行下去

D. 程序不能被编译

主要是内部原理不太明白

[webdisk]

OOM

[jxf2008]

A

[sfqtsh]

D.

[AngelCriss]

当然是选 B 咯，malloc 失败返回 NULL，解引用 NULL 就挂了，如果没有*p = 0，那就看 oom killer 杀不杀，不杀就一直跑。

[b00tyhunt3r]

@AngelCriss
只有你对了，不过本 noob 第一句就看不懂了，为什么 malloc 会失败，是 OOM 之后才失败吗？姐引用是什么意思？多谢大佬解惑

[kljsandjb]

@b00tyhunt3r #5 内存 run out 的时候，malloc 返回 null 的情况吧…所以一般会在操作内存的时候最好判断是否空指针，像嵌入式开发这种内存较为稀缺的，这种情况会稍微多见一点，话说这是啥题目啊，这么考感觉非常有中国考试特色啊😂

[AngelCriss]

模拟一下不就知道了
```
╭─abby@Chameleon /home/abby ‹ system ›
╰─$ cat f.c ↵ 139
#define NULL 0
char memory[10];
int idx = 0;

char* my_malloc()
{
if(idx == sizeof(10))
{
return NULL;
}
char* ptr = memory + idx;
idx += 1;
return ptr;
}

int main()
{
char* p;
while(1)
{
p = my_malloc();
#ifdef MO
*p = 0;
#endif
}
}
╭─abby@Chameleon /home/abby ‹ system ›
╰─$ cc f.c
╭─abby@Chameleon /home/abby ‹ system ›
╰─$ ./a.out
^C⏎ ╭─abby@Chameleon /home/abby ‹ system ›
╰─$ cc f.c -DMO ↵ 130
╭─abby@Chameleon /home/abby ‹ system ›
╰─$ ./a.out
fish: “./a.out ” terminated by signal SIGSEGV (Address boundary error)
╭─abby@Chameleon /home/abby ‹ system ›
╰─$
```
@b00tyhunt3r

[webdisk]

@kljsandjb 如果一直 malloc(1) 就会出现返回 NULL 的情况, 如果一直 malloc(1024 * 1024) 就会出现 OOM.
返回 NULL 的时候应该是遇到了 glibc 对内存分配的限制, 或者是 linux 内核对内存分配的限制.

[b00tyhunt3r]

@kljsandjb
浙大幕客题😂😂😂
其实我不太明白的是，
定义一个 char 指针 char *p 之后，分配一个字节内存 p = malloc(1);给 p，此刻在计算机内部 p 的状态是什么样的？
例如 p 自身的位置是 0x100010，
那么此时：
（ 1 ） p 指向哪里？
（ 2 ） OOM 了之后，malloc 函数返回了 NULL 给 p，此刻得到 NULL 的 p 是个什么状态？又指向哪里？
（ 3 ）如果我仅仅只是定义了一个 char *p，但什么也不做（或者定义之后程序还没赋值给 p 这段时间内），
此刻的内存里，指针 p 是哪里也不指的状态吗？有这种状态的？

好像教材上没有深入讲

[ashlord]

@b00tyhunt3r
p 指向属于堆（ heap ）的某块内存
注意 p 只是一个数值变量，其值恰好是内存地址，所以返回 null 后 p 的值就是 null，即语义上没有指向有效的堆内存。但是由于 c 语言中 null 就是 0，所以会出现对 0 地址写入
仅定义后 p 就是一个未初始化的变量，具体的值是 compiler i mplementation，c 标准应该没有定义。因此常说变量申明后必须初始化才能使用

怎么说呢，不要把指针想的太神秘，它就是一个有特殊意义和操作的数值变量……

[alphaprogrammer]

malloc 后需要转为目标类型

[kljsandjb]

@b00tyhunt3r #9 p 分配在栈空间或者寄存器吧，它的值应该是在堆为你开辟的一块空间的起始位置（也就是指向了堆的某个位置）。你这个相当于死循环一直在开空间，你可以了解一下进程地址空间的概念，看看它的结构，程序怎么在进程上下文运行的，栈、堆的概念等都有，推荐一本书：csapp

[PureWhiteWu]

选 D，没有 include 头文件，编译不过。

[kljsandjb]

@b00tyhunt3r #9 第三个问题，未初始化的临时变量通常值是不确定的，因为栈始终伴随着程序的调用返回一直在变化，举一个比方，就是刚好一个函数返回，栈指针恢复，但是原先栈中的内容残留了，那么你新建一个临时变量有可能值就是残留的，说白了不用特殊修饰不被优化的临时变量，都是栈地址的表征

[fsafdasfsdafsd]

我的理解是
malloc 一直分配空间，直到空间满 malloc 分配失败产生 nullptr

[wevsty]

D
malloc(1)返回的类型是 void*，void*直接赋值给 char*编译器会提示错误。

[kljsandjb]

@wevsty #16 我记得不强制转换只对指针的运算有限制吧，因为不知道运算的步长，赋值应该不会导致编译期的错误

[kljsandjb]

@wevsty #16 顶多应该是 warnings 吧

[wevsty]

@kljsandjb
试了一下，GCC 上 C 方式编译的话是可以过的，CPP 方式的话过不了。
看来是我想当然了。

[q8515620]

[q8515620]

好不容易码完字，还不让发。。也是够了

[lance6716]

求求你看看 CSAPP

[geelaw]

不能编译通过，因为 while block 必须是函数 block 的后代。

当然如果假设代码是这样的

#include<stdlib.h>
int main(void)
{
char *p;
while (1)
{
p = (char *)malloc(1);
*p = 0;
}
}

那么结论是这四个选项都不对。当 malloc 失败的时候，p = NULL，此后 *p = 0 是未定义行为，程序可以崩溃也可以继续运行，还可能会发射核弹。

[eret9616]

所以到最后 也没人给出结论到底应该选什么 真娱乐啊 药丸。。。

[eret9616]

@eret9616 所以我来给个结论把 正确答案是 B

[Nerv]

win10 gcc 下运行，成功死机

[abccba]

这个题(已知的信息)没有正确答案吧。不知道 malloc()失败和 oom 谁先来。

[HHehr0ow]

@q8515620

[jedihy]

出这种题的人水平极低

[stephen9357]

B 啊，这也太基础了。不停 malloc，最终会 OOM，但 OOM 并不影响程序的正常运行，指示 malloc 分配失败会返回空指针，这时*p=0 自然就崩掉了。

[usingnamespace]

@b00tyhunt3r 解引用是 C 最基础的概念，即对指针变量里存的地址进行读取或写入内容 。事实上每个地址你能不能写 ，操作系统都是有数的，比如 NULL 就是一个被定义为 0 的宏，这个就是专门用来表示不可以被解引用的地址 0x00000。说个扩展的，就 malloc 来说，大部分 malloc 会在其返回的指针的前面一小块还存了这段开辟出来的内存的长度

[usingnamespace]

@b00tyhunt3r 怎么是 c 语言没学好吗？看得都不太想给你解释了。。。如果是大一学生的话希望你一定要把 c 学的扎扎实实的 虽然真正的 c 要在 linux 系统编程才能体现的淋漓精致。。

[azh7138m]

@geelaw 我翻了一下 ISO/IEC DIS 14882:2017(E)里面提到 dereferenceable 的部分似乎也没说是 0 的地方要怎么处理？

[azh7138m]

@geelaw 以为是 C++了，C17 里面翻到了
6.5.3.2 Address and indirection operators
If an invalid value has been assigned to the pointer, the behavior of the unary * operator is undefined.

Among the invalid values for dereferencing a pointer by the unary* operator are a null pointer, an address inappropriately aligned for the type of object pointed to, and the address of an object after the end of its lifetime.

[raysonx]

很不幸的是，C 语言中 dereferencing null pointer 是未定义行为，不一定导致程序错误退出。而且如同前面其他人所说，你不能假定 malloc 返回 null 之前不会被 oom kill

[bp0]

看起来这道题的考察点是分配内存后没有检查返回值则直接使用，但是却有很多漏洞。

比如，严格说这段程序无法通过编译。因为没有包含头文件，也没有定义函数，而且循环语句无法写在文件作用域的。

如果不考虑 D。在 Linux 系统中，如果没有修改 overcommit_memory 参数，则有可能在返回 null 之前被 oomkiller 杀掉了，所以 AB 都有可能。

C 看似最不可能，但如果有无限大的内存和地址空间，为什么不行呢？虽然现实中不存在，但是题目也没说哦。

[kljsandjb]

https://qr.ae/TWTe65

[b00tyhunt3r]

@webdisk “如果一直 malloc(1) 就会出现返回 NULL 的情况, 如果一直 malloc(1024 * 1024) 就会出现 OOM.”

一直 malloc(1)最后不也会因为 oom 而返回 null 吗？和 malloc (1024*1024)有啥区别？后者 oom 了之后不也一样会返回 null 吗

[webdisk]

@b00tyhunt3r
一直 malloc(1) 返回 NULL 是碰到了 glibc|内核 对分配内存块的 数量 的限制, 这里是块的数量
一直 malloc(1024 * 1024) 出现 OOM, 是因为超过了物理内存和 swap 的总量, 这里总内存量

首先碰到哪个限制就出现哪个情况.
如果内存很小, malloc(1) 还没有达到 glibc|内核 限制, 物理内存就光了, 这个时候应该是 OOM
如果内存巨大, malloc(1024 * 1024) 还没有达到限制, 但是达到了 glibc 的限制, 这时候就会返回 NULL

没有看代码, 只是做了一种符合观测结果的合理猜测
OOM 是内核的机制, 杀的进程不一定是运行这个程序的进程, 可能别的进程躺枪
尤其是设置了不允许对某个进程 OOM kill 的情况.

个人觉得了解大概就行, 没必要深究这种细节, 碰到自然就明白了

[b00tyhunt3r]

@webdisk 感谢！