【C/C++】malloc 最大能申请的一维数组空间是4G？

问题描述

现在有128个二进制文件要读取到内存，每个文件大小都是269.4MB。每个文件有2^15条数据，每条数据大小为2*N*sizeof(uint32_t) = 2*1024*4 = 8192字节。我的想法是，定义一个一维指针数组database，所有文件的数据都存到database。

@Override
 //每个文件有2^15条数据，每条数据大小为2*N*sizeof(uint32_t)=2*1024*4=8192字节
	int flen = 1 << 15;
	uint32_t *database=(uint32_t*)malloc(128 * flen * 2 * N * sizeof(uint32_t));
	//循环调用读取文件的函数，该函数每次只读取一个文件
	for(int i = 0; i < 128; i++){
		ReadDatabase(flen, database + i * flen * 2 * N);
	}

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因为我当时是采用MPI多进程跑的程序，4台机器都要在各自的磁盘上读取128个二进制文件（这些文件是不同的），结果编译的时候没出现问题，运行的时候会报出:

BAD TERMINATION OF ONE OF YOUR APPLICATION PROCESSES EXIT CODE: 139

当时经过我的测试，给database分配16个二进制文件的空间，即：
$16\ast flen\ast 2\ast N\ast sizeof(uint32\_t)=16\ast 2^{15}\ast 2\ast 1024\ast 4=4G$
程序就能正常运行，所以我就以为malloc一次最多能分配的空间为4G。

原因分析：

后面经过大佬的帮忙，我才知道我在分配database空间的时候，没有把真正想要分配的空间的大小分配到database，我当时很疑惑就做了测试，输出malloc的size大小，果然震惊到我了，输出来的是负数！！

原来malloc(128 * flen * 2 * N * sizeof(uint32_t))的时候，里面的表达式结果超出了默认的int32_t所能表示的范围，因此要改成int64_t

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解决方案：

@Override
 //每个文件有2^15条数据，每条数据大小为2*N*sizeof(uint32_t)=2*1024*4=8192字节
	int flen = 1 << 15;
	int64_t arr_size = 2 * N * sizeof(uint32_t);
	arr_size *= 128 * flen;
	uint32_t *database=(uint32_t*)malloc(arr_size);
	//循环调用读取文件的函数，该函数每次只读取一个文件
	for(int64_t i = 0; i < 128; i++){
		ReadDatabase(flen, database + i * flen * 2 * N);
	}

注意循环读取文件的时候，循环变量i也要改成int64_t，否则访问不到想要的内存