original/man3/malloc.3

   1 .\" Copyright (c) 1993 by Thomas Koenig (ig25@rz.uni-karlsruhe.de)
   2 .\"
   3 .\" Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
   4 .\" manual provided the copyright notice and this permission notice are
   5 .\" preserved on all copies.
   6 .\"
   7 .\" Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
   8 .\" manual under the conditions for verbatim copying, provided that the
   9 .\" entire resulting derived work is distributed under the terms of a
  10 .\" permission notice identical to this one.
  11 .\"
  12 .\" Since the Linux kernel and libraries are constantly changing, this
  13 .\" manual page may be incorrect or out-of-date.  The author(s) assume no
  14 .\" responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from
  15 .\" the use of the information contained herein.  The author(s) may not
  16 .\" have taken the same level of care in the production of this manual,
  17 .\" which is licensed free of charge, as they might when working
  18 .\" professionally.
  19 .\"
  20 .\" Formatted or processed versions of this manual, if unaccompanied by
  21 .\" the source, must acknowledge the copyright and authors of this work.
  22 .\" License.
  23 .\" Modified Sat Jul 24 19:00:59 1993 by Rik Faith (faith@cs.unc.edu)
  24 .\" Clarification concerning realloc, iwj10@cus.cam.ac.uk (Ian Jackson), 950701
  25 .\" Documented MALLOC_CHECK_, Wolfram Gloger (wmglo@dent.med.uni-muenchen.de)
  26 .\" 2007-09-15 mtk: added notes on malloc()'s use of sbrk() and mmap().
  27 .\"
  28 .TH MALLOC 3  2012-04-18 "GNU" "Linux Programmer's Manual"
  29 .SH NAME
  30 malloc, free, calloc, realloc \- Allocate and free dynamic memory
  31 .SH SYNOPSIS
  32 .nf
  33 .B #include <stdlib.h>
  34 .sp
  35 .BI "void *malloc(size_t " "size" );
  36 .BI "void free(void " "*ptr" );
  37 .BI "void *calloc(size_t " "nmemb" ", size_t " "size" );
  38 .BI "void *realloc(void " "*ptr" ", size_t "  "size" );
  39 .fi
  40 .SH DESCRIPTION
  41 .PP
  42 The
  43 .BR malloc ()
  44 function allocates
  45 .I size
  46 bytes and returns a pointer to the allocated memory.
  47 .IR "The memory is not initialized" .
  48 If
  49 .I size
  50 is 0, then
  51 .BR malloc ()
  52 returns either NULL,
  53 .\" glibc does this:
  54 or a unique pointer value that can later be successfully passed to
  55 .BR free ().
  56 .PP
  57 The
  58 .BR free ()
  59 function frees the memory space pointed to by
  60 .IR ptr ,
  61 which must have been returned by a previous call to
  62 .BR malloc (),
  63 .BR calloc ()
  64 or
  65 .BR realloc ().
  66 Otherwise, or if
  67 .I free(ptr)
  68 has already been called before, undefined behavior occurs.
  69 If
  70 .I ptr
  71 is NULL, no operation is performed.
  72 .PP
  73 The
  74 .BR calloc ()
  75 function allocates memory for an array of
  76 .I nmemb
  77 elements of
  78 .I size
  79 bytes each and returns a pointer to the allocated memory.
  80 The memory is set to zero.
  81 If
  82 .I nmemb
  83 or
  84 .I size
  85 is 0, then
  86 .BR calloc ()
  87 returns either NULL,
  88 .\" glibc does this:
  89 or a unique pointer value that can later be successfully passed to
  90 .BR free ().
  91 .PP
  92 The
  93 .BR realloc ()
  94 function changes the size of the memory block pointed to by
  95 .I ptr
  96 to
  97 .I size
  98 bytes.
  99 The contents will be unchanged in the range from the start of the region
 100 up to the minimum of the old and new sizes.
 101 If the new size is larger than the old size, the added memory will
 102 .I not
 103 be initialized.
 104 If
 105 .I ptr
 106 is NULL, then the call is equivalent to
 107 .IR malloc(size) ,
 108 for all values of
 109 .IR size ;
 110 if
 111 .I size
 112 is equal to zero,
 113 and
 114 .I ptr
 115 is not NULL, then the call is equivalent to
 116 .IR free(ptr) .
 117 Unless
 118 .I ptr
 119 is NULL, it must have been returned by an earlier call to
 120 .BR malloc (),
 121 .BR calloc ()
 122 or
 123 .BR realloc ().
 124 If the area pointed to was moved, a
 125 .I free(ptr)
 126 is done.
 127 .SH "RETURN VALUE"
 128 The
 129 .BR malloc ()
 130 and
 131 .BR calloc ()
 132 functions return a pointer to the allocated memory
 133 that is suitably aligned for any kind of variable.
 134 On error, these functions return NULL.
 135 NULL may also be returned by a successful call to
 136 .BR malloc ()
 137 with a
 138 .I size
 139 of zero,
 140 or by a successful call to
 141 .BR calloc ()
 142 with
 143 .I nmemb
 144 or
 145 .I size
 146 equal to zero.
 147 .PP
 148 The
 149 .BR free ()
 150 function returns no value.
 151 .PP
 152 The
 153 .BR realloc ()
 154 function returns a pointer to the newly allocated memory, which is suitably
 155 aligned for any kind of variable and may be different from
 156 .IR ptr ,
 157 or NULL if the request fails.
 158 If
 159 .I size
 160 was equal to 0, either NULL or a pointer suitable to be passed to
 161 .BR free ()
 162 is returned.
 163 If
 164 .BR realloc ()
 165 fails the original block is left untouched; it is not freed or moved.
 166 .SH "CONFORMING TO"
 167 C89, C99.
 168 .SH NOTES
 169 By default, Linux follows an optimistic memory allocation strategy.
 170 This means that when
 171 .BR malloc ()
 172 returns non-NULL there is no guarantee that the memory really
 173 is available.
 174 In case it turns out that the system is out of memory,
 175 one or more processes will be killed by the OOM killer.
 176 For more information, see the description of
 177 .IR /proc/sys/vm/overcommit_memory
 178 and
 179 .IR /proc/sys/vm/oom_adj
 180 in
 181 .BR proc (5),
 182 and the kernel source file
 183 .IR Documentation/vm/overcommit-accounting .
 184
 185 Normally,
 186 .BR malloc ()
 187 allocates memory from the heap, and adjusts the size of the heap
 188 as required, using
 189 .BR sbrk (2).
 190 When allocating blocks of memory larger than
 191 .B MMAP_THRESHOLD
 192 bytes, the glibc
 193 .BR malloc ()
 194 implementation allocates the memory as a private anonymous mapping using
 195 .BR mmap (2).
 196 .B MMAP_THRESHOLD
 197 is 128 kB by default, but is adjustable using
 198 .BR mallopt (3).
 199 Allocations performed using
 200 .BR mmap (2)
 201 are unaffected by the
 202 .B RLIMIT_DATA
 203 resource limit (see
 204 .BR getrlimit (2)).
 205
 206 To avoid corruption in multithreaded applications,
 207 mutexes are used internally to protect the memory-management
 208 data structures employed by these functions.
 209 In a multithreaded application in which threads simultaneously
 210 allocate and free memory,
 211 there could be contention for these mutexes.
 212 To scalably handle memory allocation in multithreaded applications,
 213 glibc creates additional
 214 .IR "memory allocation arenas"
 215 if mutex contention is detected.
 216 Each arena is a large region of memory that is internally allocated
 217 by the system
 218 (using
 219 .BR brk (2)
 220 or
 221 .BR mmap (2)),
 222 and managed with its own mutexes.
 223
 224 The UNIX 98 standard requires
 225 .BR malloc (),
 226 .BR calloc (),
 227 and
 228 .BR realloc ()
 229 to set
 230 .I errno
 231 to
 232 .B ENOMEM
 233 upon failure.
 234 Glibc assumes that this is done
 235 (and the glibc versions of these routines do this); if you
 236 use a private malloc implementation that does not set
 237 .IR errno ,
 238 then certain library routines may fail without having
 239 a reason in
 240 .IR errno .
 241 .LP
 242 Crashes in
 243 .BR malloc (),
 244 .BR calloc (),
 245 .BR realloc (),
 246 or
 247 .BR free ()
 248 are almost always related to heap corruption, such as overflowing
 249 an allocated chunk or freeing the same pointer twice.
 250 .PP
 251 Recent versions of Linux libc (later than 5.4.23) and glibc (2.x)
 252 include a
 253 .BR malloc ()
 254 implementation which is tunable via environment variables.
 255 For details, see
 256 .BR mallopt (3).
 257 .SH "SEE ALSO"
 258 .\" http://g.oswego.edu/dl/html/malloc.html
 259 .\" A Memory Allocator - by Doug Lea
 260 .\"
 261 .\" http://www.bozemanpass.com/info/linux/malloc/Linux_Heap_Contention.html
 262 .\" Linux Heap, Contention in free() - David Boreham
 263 .\"
 264 .\" http://www.citi.umich.edu/projects/linux-scalability/reports/malloc.html
 265 .\" malloc() Performance in a Multithreaded Linux Environment -
 266 .\"     Check Lever, David Boreham
 267 .\"
 268 .BR brk (2),
 269 .BR mmap (2),
 270 .BR alloca (3),
 271 .BR malloc_get_state (3),
 272 .BR malloc_trim (3),
 273 .BR malloc_usable_size (3),
 274 .BR mallopt (3),
 275 .BR mcheck (3),
 276 .BR mtrace (3),
 277 .BR posix_memalign (3)