如何获取使用 malloc() 分配的内存块的大小？ [复制]答案

【问题标题】：How can I get the size of a memory block allocated using malloc()? [duplicate]如何获取使用 malloc() 分配的内存块的大小？ [复制]
【发布时间】：2010-11-15 13:41:32
【问题描述】：

可能的重复：
How can I get the size of an array from a pointer in C?
Is there any way to determine the size of a C++ array programmatically? And if not, why?

我从 C 风格的函数中获得了一个指向一块已分配内存的指针。现在，出于调试目的了解如何 big 这个指针指向的分配的内存块是。

还有什么比盲目地越界引发异常更优雅的吗？

提前致谢，安德烈亚斯

编辑：

我在 Windows 上使用 VC++2005，在 Linux 上使用 GCC 4.3

编辑2：

我在VC++2005下有_msize 不幸的是，它在调试模式下导致异常......

编辑3：

嗯。我已经尝试了我上面描述的方式，除了例外，它有效。至少在我调试并确保在通话后立即到图书馆出口，我跑过缓冲区边界。像魅力一样工作。

它只是不够优雅，也不能用于生产代码。

【问题讨论】：

见：stackoverflow.com/questions/197839/… 和：stackoverflow.com/questions/232691/array-size-from-pointer-in-c
那里没有有用的答案。
@AndreasT：你能详细说明一下吗？您在寻找什么，但在这些问题中的一个或另一个上没有得到回答（stackoverflow.com/questions/232691/array-size-from-pointer-in-c 似乎与您在此处提出的问题特别接近）。现在，这似乎是重复的 - 如果你能澄清你想要做什么，也许我们可以找到更匹配的答案......
在你提到的网站上，搜索没有向我建议，它是第三个答案，而不是接受的一个，它提供了这个信息：msize() 或类似的函数 (_msize()等等）。我不是在搜索数组的大小，我想知道在给定位置分配了多少字节内存。这当然或多或少是相同的问题，因为特别是在 C 中，您分配数组和大内存块的方式相同。但我不需要知道可能附加了一些大小信息的数组。我需要分配的内存块的大小。
C 语言的相似性对我来说并不明显。

标签： c++ c memory-management malloc

【解决方案1】：

这不是标准的，但如果您的库有一个 msize() 函数，它将为您提供大小。

一种常见的解决方案是使用您自己的函数包装malloc，该函数记录每个请求以及大小和产生的内存范围，在发布版本中，您可以切换回“真实”malloc。

【讨论】：

+1 我几年前做过。实现起来很简单，非常有用
我无权访问源代码。
但是 _msize 提示可能会出错。谢谢！
检查 _debug_malloc 包。至少在调试版本中可能有一个运行时库来获取 malloc 信息。一般来说，虽然你不应该假设这是可能的设计你的代码
你也可以使用malloc_usable_size()函数，它是在GNU平台上提供的。

【解决方案2】：

如果您不介意为了调试而使用低俗的暴力，您可以使用#define 宏来挂钩对 malloc 和 free 的调用，并用大小填充前 4 个字节。

顺其自然

void *malloc_hook(size_t size) {
    size += sizeof (size_t);
    void *ptr = malloc(size);
    *(size_t *) ptr = size;
    return ((size_t *) ptr) + 1;
}

void free_hook (void *ptr) {
    ptr = (void *) (((size_t *) ptr) - 1);
    free(ptr);
}

size_t report_size(ptr) {
    return * (((size_t *) ptr) - 1);
}

然后

#define malloc(x) malloc_hook(x)

等等

【讨论】：

除了对齐问题，这实际上是最好的便携方式。如果你使用像 dlmalloc 这样更冒险的东西，你可以利用弱链接，但对于 PC 应用程序来说，这可能是矫枉过正。
这听起来也不错，但我无权访问代码。
因为我在不知不觉中用几乎相同的解决方案回答了一个重复的问题，所以它一定值得投票！
这并没有像写的那样工作，似乎有一些问题，但我让它工作了。不错的技巧！
@ApproachingDarknessFish 你能贴出代码吗？

【解决方案3】：

C 运行时库不提供这样的功能。此外，故意引发异常也不会告诉您该块有多大。

通常在 C 中解决这个问题的方法是维护一个单独的变量来跟踪分配块的大小。当然，这有时很不方便，但通常没有其他方法可以知道。

您的 C 运行时库可能提供一些可以查询已分配块的堆调试函数（毕竟，free() 需要知道块有多大），但任何此类事情都会不可携带。

【讨论】：

【解决方案4】：

使用gcc 和GNU linker，您可以轻松包装malloc

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>


void* __real_malloc(size_t sz);
void* __wrap_malloc(size_t sz)
{
    void *ptr;

    ptr = __real_malloc(sz);
    fprintf(stderr, "malloc of size %d yields pointer %p\n", sz, ptr);

    /* if you wish to save the pointer and the size to a data structure, 
       then remember to add wrap code for calloc, realloc and free */

    return ptr;
}

int main()
{
    char *x;
    x = malloc(103);

    return 0;
}

并编译

gcc a.c -o a -Wall -Werror -Wl,--wrap=malloc

（当然，这也适用于使用 g++ 编译的 c++ 代码，如果您愿意，还可以使用 new 运算符（通过它的错位名称）。）

实际上，静态/动态加载的库也将使用您的__wrap_malloc。

【讨论】：

真的吗？这怎么可能？一些没有调试信息的 .a 或 .so 文件中的代码会被它覆盖吗？如果是的话：酷！ B）
弱引用。链接器将为您覆盖对 malloc 的符号引用并将它们指向您指定的位置。
是的，不需要调试信息，任何库都包含一个符号表，用于它提供的符号以及它需要从其他地方获取的符号。因此，您可以告诉链接器将哪个函数与可执行文件的 malloc 符号绑定。

【解决方案5】：

不，当超出其边界时，您不能依赖异常，除非它在您的实现文档中。这是您编写程序时真正不需要知道的东西的一部分。如果您真的想知道，请深入研究编译器的文档或源代码。

【讨论】：

这被否决的任何特殊原因？
我没有反对，但可能是因为 malloc 和对 malloc 内存的访问不知道抛出异常，是 C 的一部分。
确实如此。我可以请求该内存块，然后引发访问冲突，它就可以正常工作。我在 c++ 中按照标记状态执行此操作，因此会引发异常。
在 Windows 上，您可能会遇到结构化异常（访问冲突），因为这是操作系统传达您已越界的方式。在 Linux 上，我认为等效的是分段错误。您的运行时是否将这些转换为 C++ 异常取决于实现。
这也很可疑。正如您所说，在 Windows 上您可能会遇到访问冲突，而在 Linux 上您可能会遇到分段错误。在实际上不知道的情况下，我怀疑这些是由虚拟内存管理器引起的，因此表示离开内存页面而不是分配的内存区域。

【解决方案6】：

没有标准的 C 函数可以做到这一点。根据您的平台，可能存在一种不可移植的方法 - 您使用的是什么操作系统和 C 库？

请注意，引发异常是不可靠的 - 在您拥有的块之后可能会立即进行其他分配，因此您可能要等到超出当前块的限制很久之后才会获得异常。

【讨论】：

【解决方案7】：

像Valgrind's memcheck 和Google's TCMalloc（堆检查器部分）这样的内存检查器会跟踪这类事情。

您可以使用 TCMalloc 转储一个堆配置文件以显示分配的位置，或者您可以使用SameHeap() 让它检查以确保您的堆在程序执行的两个点相同。

【讨论】：

我一定会去看看的。

【解决方案8】：

部分解决方案：在 Windows 上，您可以使用 PageHeap 来捕获分配块之外的内存访问。

PageHeap 是存在于 Windows 内核中的备用内存管理器（在 NT 变体中，但现在没有人应该使用任何其他版本）。它获取进程中的每个分配并返回一个内存块，该内存块的末尾与内存页面的末尾对齐，然后它使下一个页面不可访问（无读取，无写入访问）。如果程序试图读取或写入超出块的末尾，您将遇到访问冲突，您可以使用您最喜欢的调试器捕获。

获取方法：从 Microsoft 下载并安装适用于 Windows 的调试工具包：http://www.microsoft.com/whdc/devtools/debugging/default.mspx

然后启动 GFlags 实用程序，转到第 3 个选项卡并输入可执行文件的名称，然后按键。选中 PageHeap 复选框，单击 OK，一切顺利。

最后一件事：完成调试后，不要忘记再次启动 GFlags，并为应用程序禁用 PageHeap。 GFlags 将此设置输入到注册表中（在 HKLM\Software\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Image File Execution Options\ 下），因此它是持久的，即使在重新启动后也是如此。

另外，请注意，使用 PageHeap 会极大地增加应用程序的内存需求。

【讨论】：

【解决方案9】：

做你想做的事的方法是成为分配器。如果您过滤所有请求，然后将它们记录下来以进行调试，那么您可以在内存空闲时找出您想要的内容。

此外，您可以在程序结束时检查是否所有分配的块都被释放，如果没有，则列出它们。此类雄心勃勃的库甚至可以通过宏获取 FUNCTION 和 LINE 参数，让您准确了解内存泄漏的位置。

最后，Microsoft 的 MSVCRT 提供了一个可调试堆，其中包含许多有用的工具，您可以在调试版本中使用这些工具来查找内存问题：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bebs9zyz.aspx

在 Linux 上，您可以使用 valgrind 查找许多错误。 http://valgrind.org/

【讨论】：

分配内存的不是我，是我没有源访问权限的库。