重新分配先前分配的指向 SIZE_MAX 的指针不会设置 ENOMEM，但重新分配 NULL 可以吗？

Question

问题：

我正在重写一些 malloc 函数（

malloc

、

calloc

、

realloc

和

free

），我决定实现一些单元测试，希望能让自己的事情变得更容易一些这条线（而且这似乎是很好的做法）。

当我进行设置时，我使用标准的“分配”来确保测试正确运行。不幸的是，我在以下测试中遇到了问题：

#include "unity.h"

#include <stdlib.h>
#include <errno.h>

#include "nmalloc.h"

void realloc_overflow(void)
{
    // Reset ERRNO
    errno = 0;

    // Verify allocating SIZE_MAX sets ENOMEM when reallocating NULL
    TEST_ASSERT_EQUAL_PTR(NULL, my_realloc(NULL, SIZE_MAX)); // <-- Sets ENOMEM
    TEST_ASSERT_ERRNO(ENOMEM);

    // Allocate 112 bytes
    void* ptr = my_malloc(ALLOC_LEN_112U);
    TEST_ASSERT_TRUE(ptr != NULL);

    // Reset ERRNO
    errno = 0;

    // Verify allocating SIZE_MAX sets ENOMEM when reallocating a valid pointer
    // ! This doesn't set errno to ENOMEM on my system? However (SIZE_MAX + 1) does?
    TEST_ASSERT_EQUAL_PTR(NULL, my_realloc(ptr, SIZE_MAX));

    TEST_ASSERT_ERRNO(ENOMEM);

    my_free(ptr);
}

这给出了意想不到的输出：

test/Test-nmalloc.c:326:realloc_overflow:FAIL: Expected 12 Was 0

但奇怪的是，使用

realloc(valid_ptr, SIZE_MAX + 1)

显示了设置

errno = ENOMEM

的预期行为？

注意：如果它变得重要，我将在 M1 Mac 上测试所有这些

尝试解决方案：

我做了一个最小可行的例子：

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

#include "nmalloc.h"

#define ALLOC_LEN_112U 112U

int main(void)
{
    errno = 0;

    // TEST_ASSERT_EQUAL_PTR(NULL, my_realloc(NULL, SIZE_MAX));
    if (NULL == realloc(NULL, SIZE_MAX))
        printf("PASS: null_ptr is NULL.\n");
    else
    {
        printf("ERR: null_ptr is not NULL!\n");
        return 1;
    }

    // TEST_ASSERT_ERRNO(ENOMEM);
    if (errno == ENOMEM)
        printf("PASS: errno is ENOMEM.\n");
    else
    {
        printf("ERR: errno is not NULL!\n");
        return 1;
    }

    void *valid_ptr = malloc(ALLOC_LEN_112U);

    // TEST_ASSERT_TRUE(ptr != NULL);
    if (valid_ptr == NULL)
    {
        printf("ERR: valid_ptr is NULL!\n");
        return 1;
    }
    else
        printf("PASS: valid_ptr is not NULL.\n");

    errno = 0;

    // TEST_ASSERT_EQUAL_PTR(NULL, realloc(ptr, SIZE_MAX));
    if (NULL == realloc(valid_ptr, SIZE_MAX))
        printf("PASS: invalid_ptr is NULL.\n");
    else
    {
        printf("ERR: invalid_ptr is not NULL!\n");
        return 1;
    }

    // TEST_ASSERT_ERRNO(ENOMEM);
    if (errno == ENOMEM)
        printf("PASS: errno is ENOMEM.\n");
    else
    {
        printf("ERR: errno is not NULL!\n");
        return 1;
    }

    free(valid_ptr);

    printf("Success!");
}

这给出了正确的预期输出???

[user@machine ~/test] % clang alloc-test.c nmalloc.o -I./lib -o alloc-test.o && ./alloc-test.o
PASS: null_ptr is NULL.
PASS: errno is ENOMEM.
PASS: valid_ptr is not NULL.
PASS: invalid_ptr is NULL.
PASS: errno is ENOMEM.
Success!
[user@machine ~/test] % 

即使包含

jemalloc

库（即添加

#include <...>

，而不仅仅是将其添加到 clang），一切似乎都正常。所以在这一点上，我不完全确定这里发生了什么，所以一些见解将非常感激。也许我只是错过了一些微妙（或明显）的东西？

谢谢！ :)

Answer 1

1. SIZE_MAX 不是可分配的最大内存大小，仅是

   size_t

   可以容纳的最大值。

   (SIZE_MAX + 1) == 0

   并且

   realloc

   的行为是由 实现定义的

2. SIZE_MAX

   远远超过了Linux 64中的128TB虚拟内存。所以

   malloc

   家庭功能将会失败。