linux学习---内存管理以及结存结构描述

一．此部分从从一段很简单的程序和一个问题问题开始程序如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h> int main(){         int a1 = 10;         int a2 = 20;         int a3 = 30;          int *p1 = malloc(4);         int *p2 = malloc(4);         int *p3 = malloc(4);          printf("[pid%d]\n",getpid());         printf("a1 %p\n",&a1);         printf("a2 %p\n",&a2);         printf("a3 %p\n",&a3);         printf("p1 %p\n",p1);         printf("p2 %p\n",p2);         printf("p3 %p\n",p3);         while(1);}

运行结果如下

提两个问题：

1.      为什么a1,a2,a3地址只相隔4个byte，而p1,p2,p3也是申请了4个byte，地址相隔却相隔16个byte？

2.      各种变量（EX:全局，局部，const，static）分别在程序中的那个位置

二．第一个问题主要是延伸出来第一个问题点，malloc怎样分配空间？

先来看一个程序

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h> int main(){         int *p1 = malloc(4);         int *p2 = malloc(4);         int *p3 = malloc(4);          printf("[pid%d]\n",getpid());          *p1 = 1;         *(p1+1) = 2;         *(p1+2) = 3;         *(p1+3) = 4;         *(p1+4) = 5;         *(p1+5) = 6;         *(p1+6) = 7;         *(p1+7) = 8;         printf("%d\n",*p2);         while(1);}

运行结果如下

怎么会是5呢，其实很简单，看图就一眼明白

但是胡乱更改malloc部分后，再free会如下

也就是说我们已经把malloc的结构已经修改了，造成释放错误

所以总结一个结论：

malloc使用一个数据结构(链表)维护分配空间

链表的构成:分配的空间/上一个空间数据/下一个空间/空间大小等信息.

三．第二个问题其实延伸出来另外一个重要的问题：Linux对内存的结构描述

首先看一个程序

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>int add(int a, int b){         return a+b;} int a1 =1;staticint a2 = 2;const inta3 = 3; int main(){         int b1 = 4;         static int b2 = 5;         const int b3 = 6;                            int *p1 = malloc(4);         printf("pid %d\n",getpid());         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);          while(1);}

程序运行如下图

通过程序打印发现pid为4733，所以通过maps看下，通过命令查看

我们发现：

全局变量a1在全局区

static修饰的全局变量a2也在全局区

const修饰的全局变量a3在代码区（竟然在代码区~~~）

局部变量b1在栈区

static修饰的局部变量b2在全局区

const修饰的局部变量b3在栈区

malloc申请的内存毫无疑问在堆区

main和add函数也是毋庸置疑的，在代码区