最近有人指出我的一个 C 程序，如果内存块的起始地址足够低，我的一个测试将由于绕零而失败，从而导致崩溃。
起初我认为“这是一个令人讨厌的潜在错误”，但后来，我想知道：这种情况会发生吗？我从来没有见过。公平地说，这个程序已经在无数系统上运行了数百万次，而且到目前为止还没有发生过。
因此，我的问题是：
对malloc() 的调用可能返回的最低内存地址是多少？据我所知，我从未见过像 0x00000032 这样的地址。
我只对“现代”环境感兴趣，例如 Linux、BSD 和 Windows。此代码不适用于 C64 或任何爱好/研究操作系统。
【问题讨论】：
标签： c memory malloc memory-address
首先，既然这是您所要求的，我只会考虑现代系统。这意味着他们正在使用分页内存并且在 0 处有一个错误页面来处理空指针取消引用。
现在，我所知道的任何真实系统上的最小页面大小是 4k（4096 字节）。这意味着你永远不会有低于 0x1000 的有效地址；任何较低的内容都将是包含零地址的页面的一部分，因此会排除空指针取消引用错误。
在现实世界中，好的系统实际上可以防止你走得那么低；现代 Linux 甚至阻止应用程序有意将页面映射到低于可配置默认值（我相信是 64k）。这个想法是，您甚至希望从空指针（例如p[n]，其中p 恰好是空指针）到故障（在Linux的情况下，他们希望内核空间中的代码在尝试时出错）访问这些地址以避免内核空指针取消引用错误，这些错误可能导致特权提升漏洞）。
话虽如此，在指针指向的数组边界之外执行指针算术是未定义的行为。即使地址没有换行，编译器也可能会做各种各样的事情（无论是为了强化你的代码，还是为了优化），其中未定义的行为可能会导致你的程序中断。好的代码应该遵循其编写语言的规则，即不调用未定义的行为，即使您希望 UB 是无害的。
【讨论】：
if (ptr+n < begin || ptr+n >= end) ... 的事情，那么你应该做的是（假设n 已签名并且ptr 是数组中某处的有效指针）@ 987654326@。换句话说，以代数方式重新排列您的测试，以确保不会发生溢出（对于整数）或越界指针算术（对于指针）。这是一个非常值得学习的安全编程技能，即使你在这里并不严格“需要”它。
您可能的意思是您正在计算 &a - 1 或类似的东西。
请不要这样做，即使指针比较目前在大多数架构上都实现为无符号比较，并且您知道(uintptr_t)&a 大于当前系统上的某些任意界限。编译器将利用未定义的行为进行优化。他们现在就这样做，如果他们现在不利用它，他们将来会这样做，而不管您对指令集或平台可能期望的“保证”如何。
请参阅this well-told anecdote 了解更多信息。
在一个完全不同的寄存器中，您可能会认为 C 中未定义有符号溢出，因为它曾经是有不同的硬件选择，例如 1 的补码和符号幅度。因此，如果您知道平台是 2 的补码，则 (x+1) > x 之类的表达式将检测到 MAX_INT。
这可能是历史原因，但推理不再成立。现代编译器将表达式(x+1) > x（带有x 类型int）优化为1，因为有符号溢出是未定义的。编译器作者并不关心未定义的最初原因是可用架构的多样性。你用指针做的任何未定义的事情都是他们列表中的下一个。 如果你调用未定义的行为，你的程序明天就会崩溃，不是因为架构发生了变化，而是因为编译器在优化方面越来越激进。
【讨论】：
(uintptr_t)trusted 和 (uintptr_t)outside 应该是安全的。其中的转换是实现定义的，这限制了编译器的优化能力。
在heap 上执行动态分配。 Heap 驻留在进程 address space 中，就在 text（程序代码）、initialized data 和 uninitialized data 部分之后，请参见此处：http://www.cprogramming.com/tutorial/virtual_memory_and_heaps.html。所以堆中可能的最小地址取决于这 3 个段的大小，因此没有绝对的答案，因为它取决于特定的程序。
【讨论】：