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：mallocc++:newmalloc.c#include <stdio.h>   #include <stdlib.h>      main(){int *p1=malloc(4);int *p2=malloc(4);int *p3=malloc(4);int *p4=malloc(4);int *p5=malloc(4);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
0x1e95090malloc.cppg++ malloc.cpp -o ./main#include <stdio.h>   #include <stdlib.h>      main(){int *p1=new int(4);int *p2=new int(4);int *p3=new int(4);int *p4=new int(4);int *p5=new int(4);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
0x10c4090malloc2.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1.代码区2.全局栈区3.堆4.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
3.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.cmain()
{while(1);
}[root@monitor ~]# gcc test.c -o main
[root@monitor ~]# ./main[root@monitor proc]# ps -ef|grep main
root      6604  6487 99 08:01 pts/0    00:02:42 ./main
root      6626  6609  0 08:03 pts/1    00:00:00 grep main在/proc/目录下有一个一个程序目录是PID=6604 对应一个目录 /proc/6604[root@monitor proc]# cd /proc/6604
[root@monitor 6604]# ll
total 0
dr-xr-xr-x 2 root root 0 May 18 08:07 attr
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 autogroup
-r-------- 1 root root 0 May 18 08:07 auxv
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 cgroup
--w------- 1 root root 0 May 18 08:07 clear_refs
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:03 cmdline
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 comm
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 coredump_filter
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 cpuset
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 18 08:07 cwd -> /root
-r-------- 1 root root 0 May 18 08:07 environ
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 18 08:01 exe -> /root/main
dr-x------ 2 root root 0 May 18 08:03 fd
dr-x------ 2 root root 0 May 18 08:07 fdinfo
-r-------- 1 root root 0 May 18 08:07 io
-rw------- 1 root root 0 May 18 08:07 limits
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 loginuid
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 maps
-rw------- 1 root root 0 May 18 08:07 mem
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 mountinfo
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 mounts
-r-------- 1 root root 0 May 18 08:07 mountstats
dr-xr-xr-x 4 root root 0 May 18 08:07 net
dr-x--x--x 2 root root 0 May 18 08:07 ns
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 numa_maps
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 oom_adj
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 oom_score
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 oom_score_adj
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 pagemap
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 personality
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 18 08:07 root -> /
-rw-r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 sched
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 schedstat
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 sessionid
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 smaps
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 stack
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:02 stat
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 statm
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:03 status
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 syscall
dr-xr-xr-x 3 root root 0 May 18 08:07 task
-r--r--r-- 1 root root 0 May 18 08:07 wchan[root@monitor 6604]# ls -l exe
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 18 08:01 exe -> /root/main[root@monitor 6604]# ls -l cwd
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 18 08:07 cwd -> /root[root@monitor 6604]# cat maps
//code x
00400000-00401000 r-xp 00000000 ca:01 1065168                            /root/main//全局栈区（全局变量）
00600000-00601000 rw-p 00000000 ca:01 1065168                            /root/main3c4e400000-3c4e420000 r-xp 00000000 ca:01 262151                         /lib64/ld-2.12.so
3c4e61f000-3c4e620000 r--p 0001f000 ca:01 262151                         /lib64/ld-2.12.so
3c4e620000-3c4e621000 rw-p 00020000 ca:01 262151                         /lib64/ld-2.12.so
3c4e621000-3c4e622000 rw-p 00000000 00:00 0 
3c4ec00000-3c4ed8a000 r-xp 00000000 ca:01 262157                         /lib64/libc-2.12.so
3c4ed8a000-3c4ef8a000 ---p 0018a000 ca:01 262157                         /lib64/libc-2.12.so
3c4ef8a000-3c4ef8e000 r--p 0018a000 ca:01 262157                         /lib64/libc-2.12.so
3c4ef8e000-3c4ef8f000 rw-p 0018e000 ca:01 262157                         /lib64/libc-2.12.so
3c4ef8f000-3c4ef94000 rw-p 00000000 00:00 0 7faf76e78000-7faf76e7b000 rw-p 00000000 00:00 0 
7faf76e82000-7faf76e83000 rw-p 00000000 00:00 0 //stack(局部栈)
7fff8dd1d000-7fff8dd32000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]7fff8dd4d000-7fff8dd4e000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall][root@monitor ~]# ldd mainlinux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffb1dbd000)libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x0000003c4ec00000)//标准的执行程序,把程序拷到代码区,并执行/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000003c4e400000)[root@monitor ~]#  /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 ./main----------------------------------------------------test.c 
#include <unistd.h>  
#include <stdio.h>
main()
{printf("%d\n",getpid());  //取得PIDwhile(1);}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
6747[root@monitor 6747]# cat maps001e0000-00370000 r-xp 00000000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00370000-00371000 ---p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00371000-00373000 r--p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00373000-00374000 rw-p 00192000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00374000-00377000 rw-p 00000000 00:00 0 
0086a000-0086b000 r-xp 00000000 00:00 0                                  [vdso]
00bc0000-00bde000 r-xp 00000000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
00bde000-00bdf000 r--p 0001d000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
00bdf000-00be0000 rw-p 0001e000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so//code
08048000-08049000 r-xp 00000000 ca:01 1054108                            /root/main//global stack
08049000-0804a000 rw-p 00000000 ca:01 1054108                            /root/main//heap
f77b2000-f77b3000 rw-p 00000000 00:00 0 
f77ba000-f77bc000 rw-p 00000000 00:00 0 //stack
ffa81000-ffa96000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [stack][root@monitor 6747]# cd /root
[root@monitor ~]# ldd mainlinux-gate.so.1 =>  (0x00296000)libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00297000)/lib/ld-linux.so.2 (0x00744000)---------------------------------------------------------------
test.c#include <stdio.h>
#include  <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int add(int a,int b)
{return a+b;
}int a1=1;
static int a2=2;
const int a3=3; //code           // const 都放到了代码区 // static 放到全局区

main()
{int b1=4;static b2=5;  //global stackconst b3=6;   //code int *p1=malloc(4);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(1);}[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:6825[root@monitor 6810]# cd /proc
[root@monitor proc]# cd 6825
[root@monitor 6825]# cat maps
001e1000-00371000 r-xp 00000000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00371000-00372000 ---p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00372000-00374000 r--p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00374000-00375000 rw-p 00192000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
00375000-00378000 rw-p 00000000 00:00 0 
005cf000-005ed000 r-xp 00000000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
005ed000-005ee000 r--p 0001d000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
005ee000-005ef000 rw-p 0001e000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
00a03000-00a04000 r-xp 00000000 00:00 0                                  [vdso]
//1G//3G
//code
main ,add,a3
08048000-08049000 r-xp 00000000 ca:01 1065171                            /root/test//global stack
a1,a2,b2
08049000-0804a000 rw-p 00000000 ca:01 1065171                            /root/test//heap
p1
081aa000-081cb000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]f770b000-f770c000 rw-p 00000000 00:00 0 
f7713000-f7715000 rw-p 00000000 00:00 0 //stack
b1,b3
ffdd4000-ffde9000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [stack]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
test.c
#include <stdio.h>
#include  <stdlib.h>
#include <unistd.h>
main()
{int a1=10;int a2-20;int a3=30;int *p1=malloc(4);int *p2=malloc(4);int *p3=malloc(4);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(1);}[root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o test
[root@monitor ~]# ./test
0xa
0x14
0x1e
0x8120008
0x8120018
0x8120028
7002[root@monitor 7002]# cat maps
003a6000-003c4000 r-xp 00000000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
003c4000-003c5000 r--p 0001d000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
003c5000-003c6000 rw-p 0001e000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
0045f000-005ef000 r-xp 00000000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
005ef000-005f0000 ---p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
005f0000-005f2000 r--p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
005f2000-005f3000 rw-p 00192000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
005f3000-005f6000 rw-p 00000000 00:00 0 
0063d000-0063e000 r-xp 00000000 00:00 0                                  [vdso]08048000-08049000 r-xp 00000000 ca:01 1065171                            /root/test
08049000-0804a000 rw-p 00000000 ca:01 1065171                            /root/test08120000-08141000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
f774d000-f774e000 rw-p 00000000 00:00 0 
f7755000-f7757000 rw-p 00000000 00:00 0 
ff834000-ff849000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [stack]
[root@monitor 7002]# ------------------------------------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include  <stdlib.h>
#include <unistd.h>
main()
{int *p1=malloc(4);int *p2=malloc(4);int *p3=malloc(4);*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);printf("%d\n",getpid());while(1);}
[root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o test
[root@monitor ~]# ./test                 
5
7127http://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(4);int *p2=malloc(4);int *p3=malloc(4);*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);free(p1);}
~                                                                               
~                                                                               
"test.c" 26L, 337C written
[root@monitor ~]# gcc test.c -m32 -o test
[root@monitor ~]# ./test
5
*** glibc detected *** ./test: free(): invalid next size (fast): 0x08f25008 ***
======= Backtrace: =========
/lib/libc.so.6(+0x70c81)[0x64bc81]
/lib/libc.so.6(+0x73601)[0x64e601]
./test[0x80484e5]
/lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xe6)[0x5f1d36]
./test[0x8048391]
======= Memory map: ========
00237000-00255000 r-xp 00000000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
00255000-00256000 r--p 0001d000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
00256000-00257000 rw-p 0001e000 ca:01 396343                             /lib/ld-2.12.so
005db000-0076b000 r-xp 00000000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
0076b000-0076c000 ---p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
0076c000-0076e000 r--p 00190000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
0076e000-0076f000 rw-p 00192000 ca:01 396356                             /lib/libc-2.12.so
0076f000-00772000 rw-p 00000000 00:00 0 
007ef000-0080c000 r-xp 00000000 ca:01 393234                             /lib/libgcc_s-4.4.7-20120601.so.1
0080c000-0080d000 rw-p 0001d000 ca:01 393234                             /lib/libgcc_s-4.4.7-20120601.so.1
00cdb000-00cdc000 r-xp 00000000 00:00 0                                  [vdso]
08048000-08049000 r-xp 00000000 ca:01 1065171                            /root/test
08049000-0804a000 rw-p 00000000 ca:01 1065171                            /root/test
08f25000-08f46000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
f7600000-f7621000 rw-p 00000000 00:00 0 
f7621000-f7700000 ---p 00000000 00:00 0 
f7771000-f7772000 rw-p 00000000 00:00 0 
f7778000-f777b000 rw-p 00000000 00:00 0 
ffa41000-ffa56000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [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 <stdio.h>
#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

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   C 函数     对应        C++函数

malloc                  new

realloc                 new() //定位分配

calloc                  new[]

free                    delete

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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;

}