c言語 malloc で確保したアドレスの差が常に20の理由とは

Question

自分のwindows10 64bit環境でmallocしてその返り値を確認したところ、

int* aaa = (int*)malloc(sizeof(int));
int* bbb = (int*)malloc(sizeof(int));
printf("aaa:%p \n", aaa); // out: aaa:0x7fffb83392a0
printf("bbb:%p \n", bbb); // out: bbb:0x7fffb83392c0 (差20)

のように常に20byte(訂正: 32byte)の刻みとなっております。
素人目線ではintで確保したのだから8byte間隔になるのが普通なのではないかと考えてしまいます。

ちなみにcharでも、unsigned long long intでも同じ20間隔となりました。

バラバラのヒープ領域に確保されるという仕様であれば仕方ないかとも考えましたが、
ポインタの配列を使用した際にも、20の差で確保されております。
配列はアドレスが隣り合った連続ではいけないと思いますのでこれではまずいのではないでしょうか...

    int* arry[3];
    for (int i=0; i<3; i++){
        arry[i] = (int*)malloc(sizeof(int));
        *arry[i] = i;
        /* 下はそれぞれ要素間が20 */
        printf("*arr[i]p: %p\n", *(arry + i);
    }

Answer 1

素人目線ではintで確保したのだから8byte間隔になるのが普通なのではないかと考えてしまいます。

でもそうはならない。

malloc(N) で確保したNバイト領域は連続していることが保証されます（なので malloc(N*sizeof(int)) で得られた領域は int[N] として使える）が、

malloc(M), malloc(N) を立て続けにやって M+Nバイトが連続する保証はどこにもありません。

[追記] やりたいことはコレ↓か?

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

int main() {
    int** arry = malloc(3*sizeof(int*)); // int* を 3つ、連続して確保
    for (int i=0; i<3; i++){
        arry[i] = (int*)malloc(sizeof(int));
        *arry[i] = i;
        printf("*arr[%d] = %d at %p\n", i, *arry[i], arry+i);
    }
    return 0;
}

Comments

[akiyama_pga]

ありがとうございます。
的確なご回答感謝いたします。
自分は知るべき対象へのアクセス方法を誤っていたようです。

まさに追記の点が知りたかったものでございます。

・malloc(N*sizeof(int)) で得られた領域は int[N] として使える）が、
malloc(M), malloc(N) を立て続けにやって M+Nバイトが連続する保証はどこにもない。
※今回ではたまたま連続したが、
int* aaa = (int*)malloc(sizeof(int));
int* bbb = (int*)malloc(sizeof(int));
でヒープ上の確保した領域が連続する可能性は100%ではなく保障外

という点を忘れないよう焼き付けておきます。<(_ _)>

Answer 2

mallocを2回読んで連続していないことに関してはそもそもそれが保証されていないという話もありますし、
mallocでメモリを確保するとき、malloc/freeのシステムが使用するための領域も一緒に確保しているというのもあります。

参考 ：mallocの動作を追いかける(mmap編) - Qiita

配列の方のコードについては、
連続しているのはarry[0],arry[1],arry[2]の アドレスなので
見るべきは
printf("*arr[i]p: %p\n", (arry + i);です

Comments

[akiyama_pga]

的確なご回答ありがとうございます。
知るべき対象へのアクセス方法を誤っていたようです。汗

おっしゃる通り、
printf("*arr[i]p: %p\n", (arry + i);
で出力されるものが知りたかったものであり、連続性とサイズを確認いたしました。

・配列のアドレスは連続している必要があるが、その先の確保したヒープ領域の連続性は必要ないと腑に落ち

・mallocを2回読んで連続していないことに関してはそもそもそれが保証されていない
という点と、
・システムが使用するための領域も必要だから実際に確保されるサイズは指定分＋α

これらの点をしっかり忘れないようしておきたいと存じます。

Answer 3

20h(32byte)の差の誤りですよね？

VSならランタイムのソースコードはありましたかねぇ。
メモリ管理で必要な情報が間に挟まっているかと思われます。
なので、確保した領域外を破壊するとmalloc()やらfree()やらでアクセス違反になることがある。と。

Comments

[akiyama_pga]

ありがとうございます。<(_ _)>
無事理解するに至りました。