为什么我无法写入使用 calloc 创建的分配内存？

Question

我正在编写的 C 代码有问题，我就是找不到根本原因。我想要做的是从任何目录中读取一个文本文件，并通过使用 calloc 分配内存来将所有字节放入堆中（将它放在 0s 中）

问题是当文件超过一定大小（>=25 KB，可能更小）时，我无法在分配的内存中写入任何内容，但我可以读取文件！

char* ReadBytesFromFile(string fileName[]) {
FILE* fileStream = (FILE*)fopen(fileName, "r");
const fSz fileSizeInBytes = GetFileSizeInBytes(fileName);
char* bytes;
char byteFromFile = 0;

do
{
    bytes = (char*)calloc((size_t)fileSizeInBytes + 1, sizeof(char));
} while (bytes == NULL);


for(long i = 0; i < fileSizeInBytes; i++)
{
    byteFromFile = (char)getc(fileStream);
    if (byteFromFile == EOF) break;
    bytes[i] = byteFromFile;
}

fclose(fileStream);
free(fileStream);

return bytes;
}

顺便说一句：

typedef const char      string;
typedef signed long int fSz;

另一个线索是我在没有 IDE 的情况下使用带有以下标志的 GCC 11.2.0 编写此代码（在 Makefile 中）：

_compilerOptions = -O0 \
                    -pedantic \
                    -Wall \
                    -Wextra \
                    -Wdiscarded-qualifiers \
                    -Wwrite-strings \
                    -ggdb3 \

我知道代码还不“安全”，但我不知道是什么导致了这个错误。 当我调试时，我通过打印 byteFromFile 一次看到每个字符，但是当我打印 bytes 时，没有写入任何内容。

文件大小是我掌握的唯一线索，因为该代码适用于 1-5 KB 左右的文件，但大于该大小的文件不起作用。

任何想法或我做错了什么？ :(

---

更新 1：

我已将代码更新如下：

char* ReadBytesFromFile(string fileName[])
{
    FILE* fileStream = (FILE*)fopen(fileName, "rb");
    const fSz fileSizeInBytes = GetFileSizeInBytes(fileName);
    fSz counter = 0;
    char* bytes;
    int byteFromFile = 0;

    do
    {
        bytes = (char*)calloc(fileSizeInBytes + 1, sizeof(char));
    } while (bytes == NULL);
    
    while( (byteFromFile = fgetc(fileStream)) != EOF )
    {
        bytes[counter++] = (char)byteFromFile;
    }

    fclose(fileStream);
    free(fileStream);

    return bytes;
}

但我仍然遇到同样的问题（我正在使用 GDB）：

---

更新 2：

我用于测试的文件可以使用以下代码创建：

FILE* fp = (FILE*)fopen("test.txt", "wb");
    char byte = 0x0U;
    
    for(int i = 0; i < 4095; i++)
    {
        (void)putc(byte, fp);
        byte++;
    }

    fclose(fp);

我期望看到的是数组 bytes 中文件的内容。使用代码生成我正在使用的文件作为示例，我应该看到：“\000\001\002\003\004\005\006\007\008\009\010\011\ ...\255\ 000\001\002..." 取决于调试器，GDB 以八进制打印该信息，但我用 dec 编写。

上传整个代码很复杂，因为它被分成了几个文件。但基本上应该是这样的：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "main.h"
#include "fileRW.h"

/* ****************************** Typedefs ****************************** */
// Char/strings
typedef unsigned char       uchar;
typedef const char          string;

// Numerical
typedef unsigned char       uint8;
typedef unsigned short      uint16;
typedef unsigned int        uint32;
typedef unsigned long       uint64;

typedef signed char         BYTE;
typedef signed short        WORD;
typedef signed int          DWORD;
typedef signed int long     QWORD;

typedef unsigned char       uBYTE;
typedef unsigned short      uWORD;
typedef unsigned int        uDWORD;
typedef unsigned int long   uQWORD;

typedef signed long int     fSz;

/* ****************************** Function Prototypes ****************************** */
off_t GetFileSizeInBytes(string fileName[]);
char* ReadBytesFromFile(string fileName[]);
void ConvertByteToHexFromFile(uBYTE* inputChar);

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc > 1)
    {
        for(int i = 1; i < argc; i++)
        {
            (void)ReadBytesFromFile(argv[i]);
        }
    }
    return 0;
}

off_t GetFileSizeInBytes(const char fileName[])
{
    struct stat st;

    if(stat(fileName, &st) == 0)
    {
        return st.st_size;
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

char* ReadBytesFromFile(string fileName[])
{
    FILE* fileStream = (FILE*)fopen(fileName, "rb");
    const fSz fileSizeInBytes = GetFileSizeInBytes(fileName) + 1;
    fSz counter = 0;
    char* bytes;
    int byteFromFile = 0;

    do
    {
        bytes = (char*)malloc(fileSizeInBytes * sizeof(char));
    } while (bytes == NULL);
    
    while( (byteFromFile = fgetc(fileStream)) != EOF )
    {
        bytes[counter++] = (char)byteFromFile;
    }

    //(void)fread(bytes, fileSizeInBytes, 1, fileStream);

    fclose(fileStream);

    return bytes;
}

GCC -v 的输出是：

gcc main.c fileRW.c -c -std=c11 -O0 -pedantic -Wall -Wextra -Wdiscarded-qualifiers -Wwrite-strings -ggdb3 -v  -D _ENABLE_DEBUG_CODE_=0
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=gcc
Target: x86_64-pc-cygwin
Configured with: /mnt/share/cygpkgs/gcc/gcc.x86_64/src/gcc-11.2.0/configure --srcdir=/mnt/share/cygpkgs/gcc/gcc.x86_64/src/gcc-11.2.0 --prefix=/usr --exec-prefix=/usr --localstatedir=/var --sysconfdir=/etc --docdir=/usr/share/doc/gcc --htmldir=/usr/share/doc/gcc/html -C --build=x86_64-pc-cygwin --host=x86_64-pc-cygwin --target=x86_64-pc-cygwin --without-libiconv-prefix --without-libintl-prefix --libexecdir=/usr/lib --with-gcc-major-version-only --enable-shared --enable-shared-libgcc --enable-static --enable-version-specific-runtime-libs --enable-bootstrap --enable-__cxa_atexit --with-dwarf2 --with-tune=generic --disable-bootstrap --enable-languages=c,c++,fortran,lto,objc,obj-c++,jit --enable-graphite --enable-threads=posix --enable-libatomic --enable-libgomp --enable-libquadmath --enable-libquadmath-support --disable-libssp --enable-libada --disable-symvers --with-gnu-ld --with-gnu-as --with-cloog-include=/usr/include/cloog-isl --without-libiconv-prefix --without-libintl-prefix --with-system-zlib --enable-linker-build-id --with-default-libstdcxx-abi=gcc4-compatible --enable-libstdcxx-filesystem-ts
Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib zstd
gcc version 11.2.0 (GCC)
COLLECT_GCC_OPTIONS='-c' '-std=c11' '-O0' '-Wpedantic' '-Wall' '-Wextra' '-Wdiscarded-qualifiers' '-Wwrite-strings' '-ggdb3' '-v' '-D' '_ENABLE_DEBUG_CODE_=0' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/cc1.exe -quiet -v -dD -idirafter /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../lib/../include/w32api -idirafter /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/lib/../lib/../../include/w32api -D _ENABLE_DEBUG_CODE_=0 main.c -quiet -dumpbase main.c -dumpbase-ext .c -mtune=generic -march=x86-64 -ggdb3 -O0 -Wpedantic -Wall -Wextra -Wdiscarded-qualifiers -Wwrite-strings -std=c11 -version -o /cygdrive/c/Users/Daniel/AppData/Local/Temp/ccIWuk1n.s
GNU C11 (GCC) version 11.2.0 (x86_64-pc-cygwin)
        compiled by GNU C version 11.2.0, GMP version 6.2.1, MPFR version 4.1.0, MPC version 1.2.1, isl version isl-0.24-GMP

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
ignoring nonexistent directory "/usr/local/include"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/include-fixed"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/include"
ignoring duplicate directory "/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/lib/../lib/../../include/w32api"
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/include
 /usr/include
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../lib/../include/w32api
End of search list.
GNU C11 (GCC) version 11.2.0 (x86_64-pc-cygwin)
        compiled by GNU C version 11.2.0, GMP version 6.2.1, MPFR version 4.1.0, MPC version 1.2.1, isl version isl-0.24-GMP

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
Compiler executable checksum: befd73bee7080c4d72157ef5c760fe84
COLLECT_GCC_OPTIONS='-c' '-std=c11' '-O0' '-Wpedantic' '-Wall' '-Wextra' '-Wdiscarded-qualifiers' '-Wwrite-strings' '-ggdb3' '-v' '-D' '_ENABLE_DEBUG_CODE_=0' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/bin/as.exe -v --gdwarf-5 -o main.o /cygdrive/c/Users/Daniel/AppData/Local/Temp/ccIWuk1n.s
GNU assembler version 2.37 (x86_64-pc-cygwin) using BFD version (GNU Binutils) 2.37
COLLECT_GCC_OPTIONS='-c' '-std=c11' '-O0' '-Wpedantic' '-Wall' '-Wextra' '-Wdiscarded-qualifiers' '-Wwrite-strings' '-ggdb3' '-v' '-D' '_ENABLE_DEBUG_CODE_=0' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/cc1.exe -quiet -v -dD -idirafter /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../lib/../include/w32api -idirafter /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/lib/../lib/../../include/w32api -D _ENABLE_DEBUG_CODE_=0 fileRW.c -quiet -dumpbase fileRW.c -dumpbase-ext .c -mtune=generic -march=x86-64 -ggdb3 -O0 -Wpedantic -Wall -Wextra -Wdiscarded-qualifiers -Wwrite-strings -std=c11 -version -o /cygdrive/c/Users/Daniel/AppData/Local/Temp/ccIWuk1n.s
GNU C11 (GCC) version 11.2.0 (x86_64-pc-cygwin)
        compiled by GNU C version 11.2.0, GMP version 6.2.1, MPFR version 4.1.0, MPC version 1.2.1, isl version isl-0.24-GMP

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
ignoring nonexistent directory "/usr/local/include"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/include-fixed"
ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/include"
ignoring duplicate directory "/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/lib/../lib/../../include/w32api"
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/include
 /usr/include
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../lib/../include/w32api
End of search list.
GNU C11 (GCC) version 11.2.0 (x86_64-pc-cygwin)
        compiled by GNU C version 11.2.0, GMP version 6.2.1, MPFR version 4.1.0, MPC version 1.2.1, isl version isl-0.24-GMP

GGC heuristics: --param ggc-min-expand=100 --param ggc-min-heapsize=131072
Compiler executable checksum: befd73bee7080c4d72157ef5c760fe84
COLLECT_GCC_OPTIONS='-c' '-std=c11' '-O0' '-Wpedantic' '-Wall' '-Wextra' '-Wdiscarded-qualifiers' '-Wwrite-strings' '-ggdb3' '-v' '-D' '_ENABLE_DEBUG_CODE_=0' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
 /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/bin/as.exe -v --gdwarf-5 -o fileRW.o /cygdrive/c/Users/Daniel/AppData/Local/Temp/ccIWuk1n.s
GNU assembler version 2.37 (x86_64-pc-cygwin) using BFD version (GNU Binutils) 2.37
COMPILER_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/bin/
LIBRARY_PATH=/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/lib/../lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../lib/:/lib/../lib/:/usr/lib/../lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../../x86_64-pc-cygwin/lib/:/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/11/../../../:/lib/:/usr/lib/
COLLECT_GCC_OPTIONS='-c' '-std=c11' '-O0' '-Wpedantic' '-Wall' '-Wextra' '-Wdiscarded-qualifiers' '-Wwrite-strings' '-ggdb3' '-v' '-D' '_ENABLE_DEBUG_CODE_=0' '-mtune=generic' '-march=x86-64'
windres icon.rs icon.o
gcc main.o fileRW.o icon.o -o code.exe

到目前为止，代码才刚刚开始采用“形式”，所以它仍然很简单。我在一个代码中粉碎了所有 SW 单元（仅针对这个问题），但现在它至少在 5 个文件中。

另外，我忘了提到我正在使用 Cygwin。我应该换成 MinGW 吗？

---

更新 3：

大家好，我听从了你们的一些建议，我想我找到了根本原因。

所以我发现当二进制文件以 0x00 开头时，这会导致一些问题阻止我在分配的内存中写入。例如，如果我打开一个以 0x1（或 >0x0）开头的二进制文件，则代码似乎可以正常工作。例如，我试图读取一个可执行文件，并且在短时间内似乎可以正常工作，但是一旦找到 0x0 它就会崩溃并且不再写入内存：/

我正在（暂时）实施的解决方法是避免一起写 0。像这样的：

...
while( (byteFromFile = fgetc(fileStream)) != EOF )
    {
        if(byteFromFile != '\0') bytes[counter++] = (char)byteFromFile;
    }
...

这当然会引起问题，因为我无法在我的二进制文件中写入（或读取）0，这不太现实。

---

更新 4：

大家好，“根本原因”是GBD。如果我按照上一个答案的指示（我不能@我的朋友），“问题”不再是“问题”。

无论如何，感谢大家的宝贵时间。我怎样才能关闭这张票哈哈？

Answer 1

任何想法或我做错了什么？ :(

257

getc() 在unsigned char 范围和EOF 中返回257 个不同的值。保存在char 中会丢失信息，并可能导致有效输入字节被误解为EOF 信号（当char 被签名）或byteFromFile == EOF 永远不会为真（当@ 987654329@ 未签名）。

// char byteFromFile = 0;
int byteFromFile = 0;
...
  // byteFromFile = (char)getc(fileStream);
  byteFromFile = getc(fileStream);
  if (byteFromFile == EOF) break;

循环的提前退出解释了“代码适用于大约 1-5 KB 的文件，但大于该文件不起作用。”

尺寸

确保文件大小 fileSizeInBytes + 1 不超过 size_t 数学。

//add
if (fileSizeInBytes < 0 || fileSizeInBytes >= SIZE_MAX) {
  fprintf(stderr, "File size trouble %lld\n", (long long) fileSizeInBytes);
  exit (-1);
}

一次就够了

重复失败的内存分配并没有那么有用。如果第一次失败，以后不太可能工作。

// do {
//    bytes = (char*)calloc(fileSizeInBytes + 1, sizeof(char));
// } while (bytes == NULL);

bytes = (char*)calloc(fileSizeInBytes + 1, sizeof(char));
if (bytes == NULL) {
  fprintf(stderr, "Out of memory\n");
  exit (-1);
} 

次要：不需要转换，大小为引用对象

// bytes = (char*)calloc(fileSizeInBytes + 1, sizeof(char));
bytes = calloc(fileSizeInBytes + 1, sizeof *bytes);

避免混合类型

为什么fileSizeInBytes 和i 的代码类型不同？
（在 OP 的情况下看起来还可以，现在，fsz 是 long）。

const fSz fileSizeInBytes = GetFileSizeInBytes(fileName);
...
//for(long i = 0; i < fileSizeInBytes; i++)
for(fSz i = 0; i < fileSizeInBytes; i++)

缺乏错误检查

检查以确保文件打开成功。

FILE* fileStream = (FILE*)fopen(fileName, "rb");
// add
if (fileStream == NULL) {
  fprintf(stderr, "Fail to open <%s>\n", fileName);
  exit (-1);
} 

缺少空字符

（当使用malloc()时。）
当然ReadBytesFromFile() 应该返回一个指向 string 的指针。到目前为止，它还没有因为bytes[] 缺少某个空字符。

char* ReadBytesFromFile(string fileName[]) {
  ...
  bytes[counter] = '\0'; // add
  return bytes;
}

演员表

OP 代码在不同的地方使用强制转换()。 IMO，所有这些都是不必要的或潜在的隐藏问题。它们都需要拆除或返工。

可能还有其他问题发生

Answer 2

所以我发现当二进制文件以 0x00 开头时，这会导致一些问题阻止我在分配的内存中写入。例如，如果我打开一个以 0x1（或 >0x0）开头的二进制文件，则代码似乎可以正常工作。例如，我试图读取一个可执行文件，并且在短时间内似乎可以正常工作，但是一旦找到 0x0，它就会崩溃并且不再写入内存：/

事实上，您的代码可以正常写入内存。但是，您在 GDB 中使用 print bytes 检查它。由于bytes 的类型为char *，GDB 默认将其打印为字符串，这意味着它只打印字符，直到遇到空字节。如果第一个字节为空，则 GDB 将其打印为空字符串并忽略之后的任何内容。

要指定要转储的字节数，您可以改用x 命令。例如，x/17xb bytes 将以十六进制转储前 17 个字节；那么您应该会看到文件中的实际字节数。如果您想将它们视为可打印的字符，可以使用x/17cb。更多信息请使用help x。

（作为一个单独的问题，如果其他进程在您的stat 调用之后应该向文件写入更多字节，那么您的fgetc 循环将读取太多字符并超出您的缓冲区。您应该跟踪有多少实际存储的字节数，当缓冲区满时退出或扩大缓冲区。）