在 C 中访问大于 UINT_MAX*4 大小的内存？

Question

假设我有一个大小为 78719476736 字节的数组。 请注意，该数组是在我的 C 代码中使用 malloc 动态分配的。 假设 malloc 在分配这么多内存后返回一个有效的指针。 该数组的大小大于 UINT_MAX(4294967295) ，即无符号整数的最大限制（32 位）

假设我的代码如下所示，例如

int *buf;
buf = (int*)malloc(78719476736);

这里 78719476736 大于 4 * UINT_MAX。

现在，如果我必须引用 buf 的所有元素，那么由于 buf 是 int* ，它将是 32 位，因此它将无法寻址我使用 malloc 分配的所有内存元素（78719476736 字节）。

我的问题是，上面的代码是否应该更改为使 buf 与 long long（64 位变量）一样长，因为只有 long long 变量才能寻址我分配的大内存。

更改代码，例如

unsigned long long int buf;
buf = (unsigned long long int*)malloc(78719476736);

事实上，我认为变量 buf 不应该再是指针，因为任何指针都将是 32 位宽，因此它将无法访问 78719476736 字节。

所以它应该是一个普通的 unsigned long long int ，我必须将 malloc 返回指针值转换为 unsigned long long int ，如上面更改的代码所示，并使用 buf 来访问分配的所有元素。

我的上述假设正确吗？

或者

我是否感到困惑/遗漏了什么？

编辑：如果有帮助的话，

我正在使用 Intel Core 2 Duo（64 位 CPU）上安装 WinXP 的台式机。 因此，就 CPU 而言，访问超过 4 GB 地址空间应该不成问题。 应启用哪些所有其他组件来支持 64 位，即

a.) 如何在编译时启用对 64 位的编译器支持（我使用的是 Visual Studio 2005 专业版）

b.) 对 64 位的操作系统支持 - 我使用的是 Windows XP 专业版。

谢谢。

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Answer 1

我认为您对指针是什么感到非常困惑。 至少在常见系统上，指针的大小（不同值的数量，即不同地址的数量）与类型无关！

int *a;
short *b;
double *c;

a、b 和 c 是指向不同类型的指针，但它们都具有相同的大小（例如，在 32 位系统上为 4 个字节）。 这正是 64 位系统与 32 位系统相比的要点：能够从指针寻址超过 2**32 个位置。

此外，32 位 CPU 也无法在硬件中寻址超过 4 Gb [1]，并且相应的虚拟地址空间通常也限制为 32 位。 因此，无论如何，分配 8 Gb 内存不太可能起作用。

[1] 这并不完全正确 - 例如，Intel CPU 具有扩展功能，以便 32 位 CPU 可以使用“扩展”地址。

Answer 2

int* 是指针类型。 如果您使用的系统可以分配 78719476736 字节，则它可能至少有 64 位地址，即 sizeof(int*) >= 8。 指针大小与 sizeof(int) 无关。

Answer 3

要寻址超过 4GB 的内存，您需要某种选择内存的机制。 因此，您需要将应用程序编译为 64 位，然后所有指针都将是 64 位宽。

访问超过 4GB 内存的唯一其他方法是使用额外的地址/内存选择器机制，就像在实模式 DOS 时代使用段和偏移量混乱一样。 这当然取决于您的处理器架构。

Answer 4

如果您在 64 位操作系统上运行软件并使用 64 位编译器设置，则所有指针都将是 64 位的。 无需特别声明。

Answer 5

这是不可能的，您的编译器和操作系统不支持这一点。

对于 Windows，您可以查看 _HEAP_MAXREQ 的文档。

阅读一些选项，

64 位大型 malloc

Answer 6

1. 您需要 64 位操作系统
2. malloc 接收 size_t 作为 64 位平台上的 64 位参数
3. 最重要的是： 您可能应该思考：我是否需要分配超过 4G 的内存？