编译器可以假设 malloc 永远不会返回 NULL 吗？-解网

问：

在本视频中提到，编译器可以假设它永远不会返回，并允许相应地进行优化。我从未听说过这个，在 C 标准中也找不到任何参考。谁能告诉我这是否属实，如果是，这种行为是在哪里指定的？mallocNULL

此时视频中显示的代码为：

if((a = malloc(1024)) == NULL)
    printf("We are out of memory!\n");
else
    free(a);

c 内存 null malloc

让我们举一个更简单的例子：.很容易看出，这可以转换为 .这基本上就是视频的那部分内容：如果对程序无关紧要，编译器可以简单地删除（或不包含）部分代码。这是允许的，因为好像规则。至少我希望视频的作者是这样的。因为没有“假设”内存总是可以分配的。int a = 10; if (a == 10) { a = 5; }int a = 5;

0赞 Some programmer dude 2/15/2023

这并不是说它可能会返回非 null 指针，因为在某些操作系统上，它几乎永远不会返回。以 Linux 为例，它使用内存分配的过量使用，即使虚拟内存过量使用，分配也几乎永远不会失败。这是因为很少有应用程序使用其分配的内存中的所有页面，或者确实以页面可以重用于其他进程的方式使用它们，因此操作系统可以在进程之间切换页面以满足大多数用例。malloc

0赞 tstanisl 2/15/2023

@Mat，我不明白为什么。如果指向已分配对象的指针的值在外部不可观察，则可以通过假设它始终成功来优化它。malloc()

答：

4赞 Eric Postpischil 2/15/2023 #1

说话者并不意味着编译器可以假定从不返回 null 指针。它们意味着在所示的特定情况下，编译器可以看到代码的作用，并且可以在不调用的情况下实现它，并且等效地，它可以被优化，就好像在特定情况下从不返回 null 一样。mallocmallocmalloc

C 标准允许编译器以产生指定可观察行为的任何方式实现代码，即从 C 2018 5.1.2.3 6 开始：

对易失性对象的访问严格按照抽象机器的规则进行评估。

在程序终止时，写入文件的所有数据应与根据抽象语义执行程序所产生的结果相同。

交互式设备的输入和输出动态应按照 7.21.3 的规定进行。这些要求的目的是尽快出现无缓冲或行缓冲的输出，以确保提示消息在程序等待输入之前实际出现。

请注意，这不是可观察行为的一部分。它位于 C 实现内部，这意味着允许编译器优化其行为方式。即使有一个单独的库提供，编译器也可以将其视为对 C 实现的辅助，并优化程序中的使用。mallocmallocmalloc

调用的返回可能远远超出了编译器或库实现的控制范围，除非该库实现本身已优化了系统调用，并已告知编译器它已这样做。目前，在标准范围内如何实现的机制使我无法理解。无论如何，在一般情况下，它不可能是一个有效的优化，因为一般情况下，很可能会返回。malloc()NULLmalloc()malloc()NULL

2赞 Eric Postpischil 2/15/2023

@SupportUkraine：编译器根本不需要调用外部例程。C 标准对 C 实现的要求是它向程序提供 C 2018 7.22.3 中指定的内存管理功能。如果编译器显示“嘿，我可以给你你想要的内存，而无需调用外部”，这是一个有效的优化。想象一下，程序在抽象机器内执行，这就是 C 标准指定它的方式。在该抽象计算机中，程序调用，获取指向 1024 字节的指针,...mallocmallocmalloc

2赞 Eric Postpischil 2/15/2023

...看到指针不为空（因为这个抽象机器在源代码中的此时总是有可用的内存），并调用 .因此，C 标准完全允许程序以这种方式运行。现在，你将如何实现抽象机器的这种行为？您不必调用物理机中的外部设备即可执行此操作。我们知道程序的行为是什么：这个特定的代码没有可观察到的副作用。因此，我们可以通过什么都不做来实现它，包括不调用外部。freemallocmalloc

3赞 Eric Postpischil 2/15/2023

@SupportUkraine：Clang 进行此优化。

上一个：打印排序列表时缺少节点（C）

下一个：用于通过指针访问结构数组变量的每个元素的代码

编译器可以假设 malloc 永远不会返回 NULL 吗？

Can the compiler assume that malloc will never return NULL?

评论

评论