malloc（及其表兄弟）返回的内存块是否初始化为零？答案

【问题标题】：Is the memory chunk returned by malloc (and its cousins) initialized to Zero?malloc（及其表兄弟）返回的内存块是否初始化为零？
【发布时间】：2015-05-07 01:47:51
【问题描述】：

我写了一个代码来测试Linux和Windows操作系统的内存管理压力测试。为了进一步测试，我继续检查了 malloc() 返回的内存中存在哪些值。

返回的值都是 0（零）。我已经阅读了 malloc 的手册页，在 Windows 和 Linux 上都进行了检查，但我 不能找出这种行为的原因。根据手册页的

malloc() 函数分配 size 字节并返回一个指向已分配内存的指针。内存未初始化。

要清除内存段，必须手动使用 memset()。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdbool.h>

int eat(long total,int chunk){
    long i;
    for(i=0;i<total;i+=chunk){
        short *buffer=malloc(sizeof(char)*chunk);     
        if(buffer==NULL){
            return -1;
        }
        printf("\nDATA=%d",*buffer);
        memset(buffer,0,chunk);
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]){
    int i,chunk=1024;
    long size=10000;
            printf("Got %ld bytes in chunks of %d...\n",size,chunk);
            if(eat(size,chunk)==0){
                printf("Done, press any key to free the memory\n");
                getchar();
            }else{
                printf("ERROR: Could not allocate the memory");
            }
        }

也许我错过了什么。代码改编自here

编辑： GCC 特定输出的问题已得到回答here。我相信 Windows 操作系统也会遵循相同的程序。

【问题讨论】：

标签： c linux memory memory-management malloc

【解决方案1】：

malloc()返回的内存没有初始化，也就是说它可能是任何东西。它可能为零，也可能不是； '未初始化' 表示它可以是任何东西（包括零）。要获得保证归零的页面，请使用calloc()。

您看到归零页面（无论如何在 Linux 上）的原因是，如果应用程序请求新页面，这些页面会被操作系统归零（或者更准确地说，它们是已知零的固定页面的写时复制图像作为“全局零页面”）。但是如果malloc() 碰巧使用了已经分配给应用程序的内存，该应用程序已经被释放（而不是扩展堆），您很可能会看到非零数据。请注意，操作系统提供的页面归零是操作系统特定的特征（主要是为了安全，这样一个进程不会以恰好具有来自另一个进程的数据的页面结束），并且不是 C 标准强制要求的。

您要求source 将页面归零：get_free_page 表示 'get_free_page() 采用一个参数，一个优先级。 ...它从free_page_list 中取出一个页面，更新mem_map，将页面归零并返回页面的物理地址。' Here 的另一个帖子这很好地解释了它，也解释了为什么使用calloc() 比malloc()+memset() 更好。

请注意，您并没有检查整个分配的块是否为零。你想要这样的东西（未经测试）：

int n;
char nonzero=0;
char *buffer=malloc(sizeof(char)*chunk);     
if(buffer==NULL){
    return -1;
}
for (n = 0; n<chunk; n++)
    nonzero = nonzero || buffer[n];  
printf("\nDATA=%s\n",nonzero?"nonzero":"zero");

【讨论】：

感谢您的解释。您能否就“这些页面被操作系统归零”这一点分享一些参考资料。谢谢
@GradyPlayer 今天使用了太多的语言。固定的。虽然|= 也可以。
感谢您的参考。

【解决方案2】：

你说的很对； C 语言标准不保证这种行为。

您所观察到的可能只是偶然（您只检查了每次分配中的几个字节），也可能是您的操作系统和 C 运行时库如何分配内存的产物。

【讨论】：

感谢@Oliver 的澄清，但是手册页说该块未初始化，但我得到的块已初始化。操作系统是否在进行初始化？
没有人说禁止返回已设置为某个值的内存...但不能保证，如果您依赖它，可能会在其他系统上失败

【解决方案3】：

有了这个声明：

printf("\nDATA=%d",*buffer);

您只检查刚刚被 malloc()'ed 的第一个 sizeof(short) 字节数（通常是两 (2) 个字节）。

此外，第一次你可能会幸运地得到全零，但在你的程序执行（并使用）堆内存之后，contents-after-malloc() 将是未定义的。

【讨论】：

【解决方案4】：

内存分配函数：calloc() 将返回一个指向'新区域的指针并将所有字节设置为零。

内存分配函数：realloc() 将返回一个指向（可能是新的）区域的指针，并从旧区域复制字节。新区域将是“新”请求的长度

内存分配函数 malloc 将返回一个指向新区域的指针，但不会将字节设置为任何特定值

【讨论】：

【解决方案5】：

返回的值都是 0（零）。

但这并不能保证。这是因为你只是在运行你的程序。如果您经常使用 malloc、随机填充和释放，您会开始注意到之前释放的内存正在被重用，因此您将开始在 malloc 中获得非零块。

【讨论】：

【解决方案6】：

是的，你是对的 malloc() 不会将值初始化为零。它任意地从堆中提取它被告知分配的内存量，这实际上意味着其中可能已经存储了任何东西。因此，您应该只在您确定要将其设置为一个值的情况下使用 malloc()。如果您要立即使用它进行算术运算，您可能会得到一些可疑的结果（我已经多次亲身体验过；您将拥有有时疯狂输出的功能代码)。

因此，使用 memset() 将您未设置的值设置为零。或者我的建议是使用calloc()。除了 malloc，Calloc 对值进行零初始化。并且据我所知，它比 malloc() 和 memset() 的组合更快，另一方面 malloc 比 calloc 更快。因此，请尽量在问题点找到最快的版本，保持您的记忆形式。

还可以在这里查看此帖子：MPI matrix-vector-multiplication returns sometimes correct sometimes weird values。问题不同，但原因相同。

【讨论】：