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硬件层次
内存结构管理
内核层次
内存映射
堆扩展
语言层次
c:malloc c++:new
数据结构层次
STL
智能指针
C语言:
[C++] 纯文本查看 复制代码 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *p1=new int;
int *p2=new int;
int *p3=new int;
int *p4=new int;
int *p5=new int;
printf("%p\n",p1);
printf("%p\n",p2);
printf("%p\n",p3);
printf("%p\n",p4);
printf("%p\n",p5);
return 0;
}
运行结果:
[C] 纯文本查看 复制代码 root@armbain:~/code/001# ./malloc
0xb6f24150
0xb6f24160
0xb6f24170
0xb6f24180
0xb6f24190
0xb6f241a0
[C++] 纯文本查看 复制代码 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *p1=new int;
int *p2=new int;
int *p3=new int;
int *p4=new int;
int *p5=new int;
printf("%p\n",p1);
printf("%p\n",p2);
printf("%p\n",p3);
printf("%p\n",p4);
printf("%p\n",p5);
return 0;
}
运行效果
[C++] 纯文本查看 复制代码
root@armbain:~/code/001# ./malloccpp
0xb6ff4058
0xb6ff4068
0xb6ff4078
0xb6ff4088
0xb6ff4098
0xb6ff40a8
root@armbain:~/code/001#
malloc 是怎么分配空间的?
malloc 与new的关系?2.Linux 对内存的结构描述
1./proc/${pid}/ 存放进程运行时的所有信息 包括所有信息;
cat maps;查看程序空间
结论:
任何程序的空间分成4个基本部分
1.代码区
2.全局栈区
3.堆
4.局部栈注意:ps aue 进程查看
验证:
[Shell] 纯文本查看 复制代码 /lib/ld-linux-armhf.so.3 ./while1
//同样可以执行程序
2.理解程序的变量和内存空间的关系
总结论:
1.内存分四个区
2.各种变量对于放在对应存放区
3.堆栈是一种管理内存的数据结构
4.查看程序的内存地址
3.理解malloc的工作原理
malloc 使用一个数据结构(链表)来维护分配的空间
链表的构成部分:分配的空间/上一次空间/下一个空间/空间大小
对malloc 分配的空间 不要越界访问.容易破坏后台的维护结构,
导致malloc/free/calloc/realloc 无法工作
4.c++的new 和malloc 的关系
malloc new new[]
realloc new()类型; //定位分配 /*头文件 new*/ char a[20] ; int *p=new(a) int;
calloc new[]
free delete delete[]
结论:
new的实现使用的是malloc 来实现的.
区别:new 使用malloc后,还要初始化空间
基本类型,直接初始化默认值.
UDT(结构体,类...)复合类型,会调用构造器
delete 调用free实现.
delete 会负责调用析构清0,然后再调用free
new 和new[]区别
new 只调用一个构造器初始化
new[] 循环对每个区域调用构造器
delete与 delete[]
5.1函数调用栈空间的分配与释放
1.函数在执行的时候,有自己的临时栈2.函数的参数就在临时栈中,如果函数传递实参,则用来初始化临时的参数变量
3.通过寄存器返回值(使用返回值,返回数据)
4.通过参数返回值.(参数必须是指针,)
指针指向的区域,必须事先分配5.如果参数返回指针,参数就是双指针
5.2 函数的修饰属性,编译方式
[C] 纯文本查看 复制代码
//linux下 语法
int __attribute__((cdecl)) add(int* a, int* b);
int __attribute__((fastcall)) add(int* a, int* b);
int __attribute__((fastcall)) add(int* a, int* b);
//windows下语法
int __stdcall add(int a,int b);
__stdcall __cdecl __fastcall
1.决定函数栈的压栈顺序
2.决定函数栈的清空方式
3.windows 环境下决定了函数的名字转换
6. far near huge 指针(windows 历史遗留问题)near 16位访问
far 32位访问
huge 综合访问
虚拟内存
问题:
一个程序不能访问 另外一个程序指向的空间理解:
1.每个程序的开始地址都是0x80084000
2.程序中使用的地址不是物理地址,而是一个逻辑地址(虚拟空间)
逻辑地址仅仅是个编号,编号使用int 4字节整数表示 4294967296 100000000 4096
每一个程序提供了4G的访问能力
问题:
逻辑地址与物理地址关联才有意义:过程称为内存映射
背景:
虚拟内存的提出:禁止用户字节访问物理存储
有助于系统的稳定.
结论:
虚拟地址与物理地址映射的时候有一个基本单位.
4K 1000 内存页
段错误:无效访问.
合法访问:比如malloc 分配的空间的之外的空间可以访问,但访问非法
虚拟内存的分配
栈:编译器自动生成代码维护
堆:地址是否映射,映射的空间是否被管理
1.brk /sbrk(内存映射函数)
补充:帮助手册
man 节 关键字
1-8 1:LINUX 系统指令(shell)
2:系统函数
3:标准C函数的文档
7:系统的编程帮助 分配释放内存
int brk(void * end);//分配空间,释放空间
void *sbrk(int size); //返回空间地址
应用:
1.使用sbrk分配空间
2.使用sbrk 得到没有映射的空间
3.使用brk分配空间
4.使用brk释放空间
理解:
sbrk(int size)
sbrk与brk后台系统维护一个指针.
指针默认是NULL
调用sbrk,判定指针是否是0,
是:得到一大块空闲的首地址,同时把指针+size
否:返回指针,并且把指针位置+size
[C++] 纯文本查看 复制代码 #include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int find(int a) {
if (a<=2)
{
return 1;
}
for (int i = 2; i < a; i++)
{
if (a%i==0)
{
return 0;
}
return 1;
}
}
int main() {
int nums=0;
int * ptr=sbrk(0);
int* st_ptr = ptr;
for (int i = 2; i < 10000; i++)
{
if (find(i)==1)
{
nums++;
ptr=sbrk(4);
*ptr = i;
printf("%d\t%p\t%d\n",nums,ptr,*ptr);
ptr = sbrk(0);
}
}
return 0;
}
总结:
智能指针
stl
new
malloc
brk/sbrk
异常处理
int brk(void *)
void *sbrk(int);
如果成功 brk 返回0 sbrk返回指针
如果失败 brk返回-1 sbrk 返回(void *)-1
unix 函数错误,修改内部变量:
errno
//////////////内存错误的几种输出
perror("");
printf("%m\n");
printf("::%s\n",strerror(errno));
字符串函数 string.h cstring
内存管理函数 malloc memset mapcmp memcpy....
bzero
错误处理函数
标准IO 函数
时间函数
类型转换函数
课后练习[C] 纯文本查看 复制代码 /*
注意事项:
通常brk和sbrk 搭配使用,
sbrk 负责分配映射内存 brk 负责偏移 和释放内存
获取10000内的兄弟素数
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"stdio.h"
//递归判断是不是素数
int find(int a) {
for (int i = 2; i < a; i++)
{
if (a%i==0)
{
return a;
}
}
return 0;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int* st_ptr = sbrk(0);
int* in_ptr = st_ptr;
//查找所有素数
for (int i = 2; i < 10000; i++)
{
if (!find(i))
{
brk(in_ptr + 1);
*in_ptr = i;
in_ptr = sbrk(0);
//printf("%p\t,%d\n", in_ptr,i);
}
}
int* ptr_end = sbrk(0);
int* temp_ptr = st_ptr;
int* free_ptr = st_ptr;
//查找兄弟素数
while (st_ptr != ptr_end)
{
if ((*(st_ptr + 1)) - (*temp_ptr) <= 2 && ((* (st_ptr + 1)) - (*temp_ptr) >0))
{
printf("%p\t,%d\t,%p\t,%d\n", st_ptr, *st_ptr, st_ptr+1, *(st_ptr + 1));
}
st_ptr++;
temp_ptr = st_ptr;
}
brk(free_ptr);//free内存
return 0;
}
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发表于 2022-3-8 15:20:24
