C 高级编程 1
内存管理层次： 硬件层次：
内存结构管理
内核算层次:
内存映射
堆扩展
数据结构层次：
智能指针：
stl ：在多线程,共享内存有问题
SGI公司实现了STL ,开发了OPENGL库
语言层次：C：malloc
c++:new malloc.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
main()
{
int *p1=malloc();
int *p2=malloc();
int *p3=malloc();
int *p4=malloc();
int *p5=malloc();
printf("%p\n",p1);
printf("%p\n",p2);
printf("%p\n",p3);
printf("%p\n",p4);
printf("%p\n",p5); } gcc malloc.c -o main
[root@monitor ~]# ./main
0x1e95010
0x1e95030
0x1e95050
0x1e95070
0x1e95090 malloc.cpp
g++ malloc.cpp -o ./main #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
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); } [root@monitor ~]# ./main
0x10c4010
0x10c4030
0x10c4050
0x10c4070
0x10c4090 malloc .linux 对内存的结构描述
/proc/${pid} //存放进程运行的所有信息 任何程序内存空间分成4个基本部分
.代码区
.全局栈区
.堆
.局部栈区 虚拟内存技术使得每个进程都可以独占整个内存空间，地址从零开始，直到内存上限。 每个进程都将这部分空间（从低地址到高地址）分为六个部分： TEXT段：整个程序的代码，以及所有的常量。这部分内存是是固定大小的，只读的。
DATA段，又称GVAR：初始化为非零值的全局变量。
BSS段：初始化为0或未初始化的全局变量和静态变量。
HEAP（堆）：动态内存区域，使用malloc或new申请的内存。
未使用的内存。
STACK（栈）：局部变量、参数、返回值都存在这里，函数调用开始会参数入栈、局部变量入栈；调用结束依次出栈 https://sploitfun.wordpress.com/2015/02/11/syscalls-used-by-malloc/
https://sploitfun.wordpress.com/2015/02/10/understanding-glibc-malloc/comment-page-1/
http://www.evil0x.com/posts/23220.html
.理解程序的变量与程序内存空间的关系
HEAP与STACK 是一种数据结构 ---------------------------------------------------------
test.c main()
{
while();
} [root@monitor ~]# gcc test.c -o main
[root@monitor ~]# ./main [root@monitor proc]# ps -ef|grep main
root : pts/ :: ./main
root : pts/ :: grep main 在/proc/目录下有一个一个程序目录是PID= 对应一个目录 /proc/ [root@monitor proc]# cd /proc/
[root@monitor ]# ll
total
dr-xr-xr-x root root May : attr
-rw-r--r-- root root May : autogroup
-r-------- root root May : auxv
-r--r--r-- root root May : cgroup
--w------- root root May : clear_refs
-r--r--r-- root root May : cmdline
-rw-r--r-- root root May : comm
-rw-r--r-- root root May : coredump_filter
-r--r--r-- root root May : cpuset
lrwxrwxrwx root root May : cwd -> /root
-r-------- root root May : environ
lrwxrwxrwx root root May : exe -> /root/main
dr-x------ root root May : fd
dr-x------ root root May : fdinfo
-r-------- root root May : io
-rw------- root root May : limits
-rw-r--r-- root root May : loginuid
-r--r--r-- root root May : maps
-rw------- root root May : mem
-r--r--r-- root root May : mountinfo
-r--r--r-- root root May : mounts
-r-------- root root May : mountstats
dr-xr-xr-x root root May : net
dr-x--x--x root root May : ns
-r--r--r-- root root May : numa_maps
-rw-r--r-- root root May : oom_adj
-r--r--r-- root root May : oom_score
-rw-r--r-- root root May : oom_score_adj
-r--r--r-- root root May : pagemap
-r--r--r-- root root May : personality
lrwxrwxrwx root root May : root -> /
-rw-r--r-- root root May : sched
-r--r--r-- root root May : schedstat
-r--r--r-- root root May : sessionid
-r--r--r-- root root May : smaps
-r--r--r-- root root May : stack
-r--r--r-- root root May : stat
-r--r--r-- root root May : statm
-r--r--r-- root root May : status
-r--r--r-- root root May : syscall
dr-xr-xr-x root root May : task
-r--r--r-- root root May : wchan [root@monitor ]# ls -l exe
lrwxrwxrwx root root May : exe -> /root/main [root@monitor ]# ls -l cwd
lrwxrwxrwx root root May : cwd -> /root [root@monitor ]# cat maps
//code x
- r-xp ca: /root/main //全局栈区（全局变量）
- rw-p ca: /root/main 3c4e400000-3c4e420000 r-xp ca: /lib64/ld-2.12.so
3c4e61f000-3c4e620000 r--p 0001f000 ca: /lib64/ld-2.12.so
3c4e620000-3c4e621000 rw-p ca: /lib64/ld-2.12.so
3c4e621000-3c4e622000 rw-p :
3c4ec00000-3c4ed8a000 r-xp ca: /lib64/libc-2.12.so
3c4ed8a000-3c4ef8a000 ---p 0018a000 ca: /lib64/libc-2.12.so
3c4ef8a000-3c4ef8e000 r--p 0018a000 ca: /lib64/libc-2.12.so
3c4ef8e000-3c4ef8f000 rw-p 0018e000 ca: /lib64/libc-2.12.so
3c4ef8f000-3c4ef94000 rw-p : 7faf76e78000-7faf76e7b000 rw-p :
7faf76e82000-7faf76e83000 rw-p : //stack(局部栈)
7fff8dd1d000-7fff8dd32000 rw-p : [stack] 7fff8dd4d000-7fff8dd4e000 r-xp : [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp : [vsyscall] [root@monitor ~]# ldd main
linux-vdso.so. => (0x00007fffb1dbd000)
libc.so. => /lib64/libc.so. (0x0000003c4ec00000) //标准的执行程序,把程序拷到代码区,并执行
/lib64/ld-linux-x86-.so. (0x0000003c4e400000) [root@monitor ~]# /lib64/ld-linux-x86-.so. ./main ---------------------------------------------------- test.c
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
main()
{
printf("%d\n",getpid()); //取得PID
while(); } X86_64 的 Redhat / Centos / Scientific 下面，若要编译、运行32位程序，需要安装以下包：
yum install libgcc.i686
yum install glibc-static.i686
yum install glibc-devel.i686
http://www.cnblogs.com/hummersofdie/p/3953043.html [root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o main //编绎为32位程序
[root@monitor ~]# ./main [root@monitor ]# cat maps 001e0000- r-xp ca: /lib/libc-2.12.so
- ---p ca: /lib/libc-2.12.so
- r--p ca: /lib/libc-2.12.so
- rw-p ca: /lib/libc-2.12.so
- rw-p :
0086a000-0086b000 r-xp : [vdso]
00bc0000-00bde000 r-xp ca: /lib/ld-2.12.so
00bde000-00bdf000 r--p 0001d000 ca: /lib/ld-2.12.so
00bdf000-00be0000 rw-p 0001e000 ca: /lib/ld-2.12.so //code
- r-xp ca: /root/main //global stack
-0804a000 rw-p ca: /root/main //heap
f77b2000-f77b3000 rw-p :
f77ba000-f77bc000 rw-p : //stack
ffa81000-ffa96000 rw-p : [stack] [root@monitor ]# cd /root
[root@monitor ~]# ldd main
linux-gate.so. => (0x00296000)
libc.so. => /lib/libc.so. (0x00297000)
/lib/ld-linux.so. (0x00744000) ---------------------------------------------------------------
test.c #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int add(int a,int b)
{
return a+b;
} int a1=;
static int a2=;
const int a3=; //code // const 都放到了代码区 // static 放到全局区 main()
{
int b1=;
static b2=; //global stack
const b3=; //code
int *p1=malloc();
printf("a1:%p\n",&a1);
printf("a2:%p\n",&a2);
printf("a3:%p\n",&a3);
printf("b1:%p\n",&b1);
printf("b2:%p\n",&b2);
printf("b3:%p\n",&b3);
printf("p1:%p\n",p1);
printf("main:%p\n",main);
printf("add:%p\n",add);
printf("pid:%d\n",getpid());
while(); } [root@monitor ~]# ./test
a1:0x80497e8
a2:0x80497ec
a3:0x80485f4
b1:0xffde8198
b2:0x80497f0
b3:0xffde8194
p1:0x81aa008 //P1分配的内存在HEAP P1变量在STACK
main:0x8048432
add:0x8048424
pid: [root@monitor ]# cd /proc
[root@monitor proc]# cd
[root@monitor ]# cat maps
001e1000- r-xp ca: /lib/libc-2.12.so
- ---p ca: /lib/libc-2.12.so
- r--p ca: /lib/libc-2.12.so
- rw-p ca: /lib/libc-2.12.so
- rw-p :
005cf000-005ed000 r-xp ca: /lib/ld-2.12.so
005ed000-005ee000 r--p 0001d000 ca: /lib/ld-2.12.so
005ee000-005ef000 rw-p 0001e000 ca: /lib/ld-2.12.so
00a03000-00a04000 r-xp : [vdso]
//1G //3G
//code
main ,add,a3
- r-xp ca: /root/test //global stack
a1,a2,b2
-0804a000 rw-p ca: /root/test //heap
p1
081aa000-081cb000 rw-p : [heap] f770b000-f770c000 rw-p :
f7713000-f7715000 rw-p : //stack
b1,b3
ffdd4000-ffde9000 rw-p : [stack] -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
test.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
main()
{
int a1=;
int a2-;
int a3=;
int *p1=malloc();
int *p2=malloc();
int *p3=malloc();
printf("%p\n",a1);
printf("%p\n",a2);
printf("%p\n",a3);
printf("%p\n",p1);
printf("%p\n",p2);
printf("%p\n",p3);
printf("%d\n",getpid());
while(); } [root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o test
[root@monitor ~]# ./test
0xa
0x14
0x1e
0x8120008
0x8120018
0x8120028 [root@monitor ]# cat maps
003a6000-003c4000 r-xp ca: /lib/ld-2.12.so
003c4000-003c5000 r--p 0001d000 ca: /lib/ld-2.12.so
003c5000-003c6000 rw-p 0001e000 ca: /lib/ld-2.12.so
0045f000-005ef000 r-xp ca: /lib/libc-2.12.so
005ef000-005f0000 ---p ca: /lib/libc-2.12.so
005f0000-005f2000 r--p ca: /lib/libc-2.12.so
005f2000-005f3000 rw-p ca: /lib/libc-2.12.so
005f3000-005f6000 rw-p :
0063d000-0063e000 r-xp : [vdso] - r-xp ca: /root/test
-0804a000 rw-p ca: /root/test - rw-p : [heap]
f774d000-f774e000 rw-p :
f7755000-f7757000 rw-p :
ff834000-ff849000 rw-p : [stack]
[root@monitor ]# ------------------------------------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
main()
{ int *p1=malloc();
int *p2=malloc();
int *p3=malloc(); *p1=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
printf("%d\n",*p2); printf("%d\n",getpid());
while(); }
[root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o test
[root@monitor ~]# ./test http://blog.jobbole.com/91887/
http://blog.csdn.net/ordeder/article/details/41654509
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
main()
{
printf("%d\n",getpid()); int *p1=malloc();
int *p2=malloc();
int *p3=malloc(); *p1=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
*(p1+)=;
printf("%d\n",*p2);
free(p1); }
~
~
"test.c" 26L, 337C written
[root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o test
[root@monitor ~]# ./test *** glibc detected *** ./test: free(): invalid next size (fast): 0x08f25008 ***
======= Backtrace: =========
/lib/libc.so.(+0x70c81)[0x64bc81]
/lib/libc.so.(+0x73601)[0x64e601]
./test[0x80484e5]
/lib/libc.so.(__libc_start_main+0xe6)[0x5f1d36]
./test[0x8048391]
======= Memory map: ========
- r-xp ca: /lib/ld-2.12.so
- r--p 0001d000 ca: /lib/ld-2.12.so
- rw-p 0001e000 ca: /lib/ld-2.12.so
005db000-0076b000 r-xp ca: /lib/libc-2.12.so
0076b000-0076c000 ---p ca: /lib/libc-2.12.so
0076c000-0076e000 r--p ca: /lib/libc-2.12.so
0076e000-0076f000 rw-p ca: /lib/libc-2.12.so
0076f000- rw-p :
007ef000-0080c000 r-xp ca: /lib/libgcc_s-4.4.-.so.
0080c000-0080d000 rw-p 0001d000 ca: /lib/libgcc_s-4.4.-.so.
00cdb000-00cdc000 r-xp : [vdso]
- r-xp ca: /root/test
-0804a000 rw-p ca: /root/test
08f25000-08f46000 rw-p : [heap]
f7600000-f7621000 rw-p :
f7621000-f7700000 ---p :
f7771000-f7772000 rw-p :
f7778000-f777b000 rw-p :
ffa41000-ffa56000 rw-p : [stack]
Aborted 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：
分配的空间、上一个空间的地址、下一个空间的地址、以及本空间的信息等。
对malloc分配的空间不要越界访问，
因为容易破坏后台的链表维护结构，导致malloc/free/calloc/realloc不正常工作。
C++的new与malloc的关系
小实验：
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int *p1 = (int*)malloc(4);
int *p2 = new int;
int *p3 = (int *)malloc(4);
int *p4 = new int;
int *p5 = new int;
int *p6 = new int;
printf("%p\n", p1);
printf("%p\n", p2);
printf("%p\n", p3);
printf("%p\n", p4);
printf("%p\n", p5);
printf("%p\n", p6);
return 0;
}
运行结果：
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:直接初始化成默认值。
UDT类型：调用指定的构造器
推论：delete也是调用free实现。
区别：delete会调用指定的析构器，然后再调用free（）。
new与new[]的区别：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。
Stu *p=new Stu[30] ：创建30个数组对象，每个对象都调用构造器
delete与delete[]的区别：delete只调用一次析构函数，而delete则把数组中的每个对象的析构函数都调用一遍。
eg:Stu *p=new Stu[30]
delete p; 指对P[0]的析构函数调用
delete[] p ;delete则把数组中的每个对象的析构函数都调用一遍,不指定delete[30] p ,而是由系统搞定计算,[],只表示每个区域的对象调用析构函数
都能把p指定的空间释放空间
----------------------------------------------
C 函数 对应 C++函数
malloc new
realloc new() //定位分配
calloc new[]
free delete
-------------------------------------------------------------
http://blog.csdn.net/shuaishuai80/article/details/6140979
定位分配:
EG：在指定的位置a分配空间
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <new>
int main()
{
char a[20];
int *p=new(a) int;
return 0;
}
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