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NOM
malloc, free, calloc, realloc, reallocarray — Allocation et libération de mémoire
dynamique
BIBLIOTHÈQUE
Bibliothèque C standard (libc, -lc)
SYNOPSIS
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t taille);
void free(void *_Nullable ptr);
void *calloc(size_t nmemb, size_t taille);
void *realloc(void *_Nullable ptr, size_t taille);
void *reallocarray(void *_Nullable ptr, size_t nmemb, size_t size);
Exigences de macros de test de fonctionnalités pour la glibc (consulter
feature_test_macros(7)) :
reallocarray() :
Depuis la glibc 2.29 :
_DEFAULT_SOURCE
glibc 2.28 et précédentes :
_GNU_SOURCE
DESCRIPTION
malloc()
La fonction malloc() alloue taille octets et renvoie un pointeur sur la mémoire allouée.
Le contenu de la zone de mémoire n'est pas initialisé. Si taille est nulle, malloc renvoie
une valeur de pointeur unique qui pourra être passée ultérieurement à free() avec succès
(consulter « Comportement non portable » pour les problèmes de portabilité).
free()
La fonction free() libère l'espace mémoire pointé par ptr qui doit avoir été obtenu lors
d'un appel antérieur à malloc() ou une fonction de la même famille. Autrement, ou si ptr a
déjà été libéré, le comportement est indéterminé. Si ptr est NULL, aucune opération n'est
effectuée.
calloc()
La fonction calloc() alloue de la mémoire pour un tableau de nmemb éléments de taille
taille octets chacun et renvoie un pointeur sur la mémoire allouée. La zone mémoire est
initialisée à 0. Si nmemb ou taille vaut 0, calloc() renvoie alors une valeur de pointeur
unique qui pourra être passée ultérieurement à free() avec succès.
Si la multiplication de nmemb par taille provoque un dépassement d'entier, calloc()
renvoie une erreur. Par contre, aucun dépassement d'entier ne serait détecté lors de
l'appel suivant à malloc(), avec pour conséquence l'allocation d'un bloc de mémoire
incorrectement dimensionné :
malloc(nmemb * taille);
realloc()
La fonction realloc() modifie la taille du bloc de mémoire pointé par ptr à taille octets.
Le contenu de la mémoire entre la zone de départ et le minimum des ancienne et nouvelle
tailles n'est pas modifié. Si la nouvelle taille est plus grande que l'ancienne taille, le
contenu de la zone de mémoire nouvellement allouée n'est pas initialisé.
Si ptr est égal à NULL, l'appel est équivalent à malloc(taille) pour toutes les valeurs de
taille.
Si taille est égale à zéro et si ptr est différent de NULL, l'appel est équivalent à
free(ptr) (consulter cependant « Comportement non portable » pour les problèmes de
portabilité).
Excepté le cas où ptr est égal à NULL, il doit avoir été renvoyé par un appel précédent à
malloc ou à une fonction de la même famille. Si la zone pointée a été déplacée, l'appel
free(ptr) est effectué.
reallocarray()
La fonction reallocarray() déplace éventuellement le bloc mémoire pointé par ptr et change
sa taille pour qu'il soit suffisamment grand pour contenir un tableau de nmemb éléments
faisant chacun taille octets. Elle équivaut à l'appel
realloc(ptr, nmemb * taille);
Cependant, contrairement à cet appel de realloc(), reallocarray() échoue sans danger dans
le cas où la multiplication entraînerait un dépassement. Si un tel dépassement se produit,
reallocarray() renvoie une erreur.
VALEUR RENVOYÉE
Les fonctions malloc(), calloc(), realloc() et reallocarray() renvoient un pointeur vers
la mémoire allouée qui est correctement alignée pour n'importe quel type dont la taille
correspondra à la taille demandée ou sera inférieure à cette dernière. Si elles échouent,
elles renvoient NULL et définissent errno pour indiquer l'erreur. Essayer d'allouer plus
que PTRDIFF_MAX octets est considéré comme une erreur, car un objet de cette taille
pourrait provoquer un dépassement lors d'une soustraction de pointeur ultérieure.
La fonction free() ne renvoie aucune valeur et préserve errno.
Les fonction realloc() et reallocarray() renvoient NULL si ptr est différent de NULL et si
la taille demandée est égale à zéro, ce qui n'est pas considéré comme une erreur
(consulter « Comportement non portable » pour les problèmes de portabilité). Dans le cas
contraire, le pointeur renvoyé peut être identique à ptr si la zone mémoire n'a pas été
déplacée (par exemple s'il y a assez de place pour l'étendre à son emplacement), ou peut
être différent de ptr si la zone mémoire a été déplacée à une nouvelle adresse. Si ces
fonctions échouent, le bloc mémoire originel reste intact ; il n'est ni libéré ni déplacé.
ERREURS
calloc(), malloc(), realloc() et reallocarray() peuvent échouer avec l'erreur suivante :
ENOMEM Plus de mémoire. Il est possible que l'application ait atteint les limites
RLIMIT_AS ou RLIMIT_DATA décrites dans getrlimit(2). Une autre raison pourrait être
que le nombre de mappages créés par le processus appelant dépasse la limite
spécifiée par /proc/sys/vm/max_map_count.
ATTRIBUTS
Pour une explication des termes utilisés dans cette section, consulter attributes(7).
┌────────────────────────────────────────────────────────┬──────────────────────┬─────────┐
│Interface │ Attribut │ Valeur │
├────────────────────────────────────────────────────────┼──────────────────────┼─────────┤
│malloc(), free(), calloc(), realloc() │ Sécurité des threads │ MT-Safe │
└────────────────────────────────────────────────────────┴──────────────────────┴─────────┘
STANDARDS
malloc()
free()
calloc()
realloc()
C11, POSIX.1-2008.
reallocarray()
Aucun.
HISTORIQUE
malloc()
free()
calloc()
realloc()
POSIX.1-2001, C89.
reallocarray()
glibc 2.26. OpenBSD 5.6, FreeBSD 11.0.
Depuis la glibc 2.30, malloc() et les fonctions de la même famille refusent les tailles
supérieures à PTRDIFF_MAX.
Depuis la glibc 2.33, free() préserve errno.
NOTES
Par défaut, Linux suit une stratégie d'allocation optimiste. Cela signifie que lorsque
malloc() ne renvoie pas NULL, il n'y a aucune garantie que la mémoire soit véritablement
disponible. S'il devait s'avérer que le système manque de mémoire, un ou plusieurs
processus seraient tués par l'infâme « OOM killer » (gestionnaire de mémoire). Pour plus
d'informations, consultez la description de /proc/sys/vm/overcommit_memory et
/proc/sys/vm/oom_adj dans proc(5), ainsi que le fichier
Documentation/vm/overcommit-accounting.rst des sources du noyau Linux.
En général, malloc() alloue la mémoire depuis le tas, et ajuste la taille du tas en
conséquence avec sbrk(2). Lorsque les blocs de mémoire alloués sont plus larges que
MMAP_THRESHOLD octets, l'implémentation de la glibc de malloc alloue la mémoire selon une
projection anonyme privée avec mmap(2). MMAP_THRESHOLD vaut 128 ko par défaut et il est
ajustable avec mallopt(3). Avant Linux 4.7, les allocations réalisées avec mmap(2)
n’étaient pas affectées par la limitation de ressource RLIMIT_DATA ; depuis Linux 4.7,
cette limite est aussi prise en compte pour les allocations faites avec mmap(2).
Pour éviter les corruptions d'applications multithread, les mutex sont utilisés en interne
pour protéger les structures de données de gestion de mémoire utilisées dans ces
fonctions. Dans une application multithread où les threads allouent et libèrent la mémoire
en même temps, ces mutex risquent d'entrer en conflit. Pour gérer l'allocation de mémoire
de façon évolutive dans les applications multithread, la glibc crée des domaines
d'allocation mémoire si un conflit de mutex est détecté. Chaque domaine est un grand
espace de mémoire qui est alloué en interne par le système (en utilisant brk(2) ou
mmap(2)) et géré avec ses propres mutex.
Si votre programme utilise un allocateur de mémoire privé, il doit le faire en remplaçant
malloc(), free(), calloc() et realloc(). Les fonctions de remplacement doivent implémenter
les comportements de la glibc documentés, y compris la gestion de errno, les allocations
de taille nulle et la surveillance des dépassements ; si ce n'est pas le cas, d'autres
routines de la bibliothèque pourront se planter ou fonctionner de manière incorrecte. Par
exemple, si la fonction qui remplace free() ne préserve pas errno, des routines de la
bibliothèque apparemment sans rapport pourront échouer sans indiquer de raison valable
dans errno. Un allocateur de mémoire privé devra peut-être aussi remplacer d'autres
fonctions de la glibc ; consulter « Remplacer malloc » dans le manuel de la glibc pour
plus de détails.
L'échec d'un allocateur de mémoire est presque toujours le signe d'une corruption du tas,
à l'instar d'un débordement de bloc mémoire alloué ou d'une double libération du même
pointeur.
L'implémentation de malloc() est personnalisable à l'aide des variables d'environnement.
Pour plus de précisions, consultez mallopt(3).
Comportement non portable
Le comportement de ces fonctions lorsque la taille demandée est égale à 0 est spécifique à
la glibc ; d'autres implémentations peuvent renvoyer NULL sans définir errno et les
programmes POSIX portables doivent tenir compte de ces comportements. Consultez
realloc(3p).
La norme POSIX exige des allocateurs de mémoire qu'ils renseignent errno en cas d'erreur.
Ce n'est cependant pas le cas de la norme C, et les applications portables vers des
plateformes non-POSIX ne sont donc pas tenues de se plier à cette contrainte.
Les programmes portables ne doivent pas utiliser d'allocateurs de mémoire privés, car les
normes C et POSIX ne permettent pas le remplacement des fonctions malloc(), free(),
calloc() et realloc().
EXEMPLES
#include <err.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MALLOCARRAY(n, type) ((type *) my_mallocarray(n, sizeof(type)))
#define MALLOC(type) MALLOCARRAY(1, type)
static inline void *my_mallocarray(size_t nmemb, size_t taille);
int
main(void)
{
char *p;
p = MALLOCARRAY(32, char);
if (p == NULL)
err(EXIT_FAILURE, "malloc");
strlcpy(p, "foo", 32);
puts(p);
}
static inline void *
my_mallocarray(size_t nmemb, size_t taille)
{
return reallocarray(NULL, nmemb, taille);
}
VOIR AUSSI
valgrind(1), brk(2), mmap(2), alloca(3), malloc_get_state(3), malloc_info(3),
malloc_trim(3), malloc_usable_size(3), mallopt(3), mcheck(3), mtrace(3), posix_memalign(3)
Pour des détails sur l'implémentation de la bibliothèque GNU C, consulter
⟨https://sourceware.org/glibc/wiki/MallocInternals⟩.
TRADUCTION
La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess
<https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry
Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>,
Jean-Philippe Guérard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-
luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux
<thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin
Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis
Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot <david@tilapin.org>, Grégoire Scano
<gregoire.scano@malloc.fr> et Lucien Gentis <lucien.gentis@waika9.com>
Cette traduction est une documentation libre ; veuillez vous reporter à la GNU General
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