c - 为什么 malloc(LONG_MAX) 会提示，而 malloc(ULLONG_MAX) 却不会？

Question

案例1:

#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main()
{
    void *mem = malloc(ULLONG_MAX); /* or ULONG_MAX */

    return 0;    
}

案例2:

#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main()
{
    void *mem = malloc(LLONG_MAX); /* or LONG_MAX */

    return 0;    
}

这两种情况都返回 NULL 指针并将 errno 设置为 12 (ENOMEM)，如预期的那样。但在后者中，它实际上提示内存不足:

long(5072) malloc: *** mmap(size=9223372036854775808) 失败(错误代码=12) *** 错误:无法分配区域 *** 在malloc_error_break中设置断点进行调试

我只是好奇为什么会发生这种情况，因为 ULLONG_MAX 大于 LONG_MAX

系统为 Mac OS X 10.8.5，Apple LLVM 版本 5.1 (clang-503.0.40)

Answer 1

malloc 的参数具有 size_t 类型，它是某种无符号类型。

从有关 mmap 失败的错误消息中可以看出，您的 malloc 正在使用 64 位大小。因此，实际上您的 size_t 很可能与 unsigned long long 类型相同。

换句话说，它可以表示ULLONG_MAX值而不会溢出。它还可以表示 LLONG_MAX 值，大约是该值的一半。

您的 malloc 函数可能包含一些保护逻辑，当要求 2**64-1 字节时，会阻止它实际发出 mmap 请求；它只是短路失败，甚至没有尝试分配内存。但是，当它“仅”请求 2**63-1 字节时，它会发出 mmap，因此请求在内核中失败，从而导致内核日志消息。

您可能还想尝试 malloc(ULLONG_MAX - 1) 来查看保护措施是否恰好适用于最高可能的 64 位无符号值，或者是否从那里扩展到某个较低的范围。

malloc 拒绝接近 size_t 最大值的大小范围是有意义的，因为这样的大小可能是导致环绕的计算错误的结果。

(当然，在 size_t 为 16 位的小型系统上，malloc 无法做到这一点:如果程序要求 65535 字节，大概就是这个意思。)