【学习笔记】Linux环境 C语言指针与内存

gdb调试工具

熟练地掌握gdb调试工具是十分重要的，能够帮助我们加深对代码及相关概念的理解。部分指令如下：

指令	功能
l(list)	列出源代码
start	进行单行调试
p	打印某值
n	继续执行下一行
s	进入函数内部
bt	查看函数堆栈
回车	继续刚才的命令
x/(数字)(类型)+地址	输出内存中的值，例如x/3d+地址
f +函数号	可查看当前函数中的变量值

内存管理

• 32位操作系统只能使用4G内存，地址总线32位（寻址空间32位）
• 64位操作系统，内存相比较32位足够多了。
  其中，用户应用程序使用48位足够用（0x7fffffffffff）;剩余的用于操作系统内核。

内存规划（这里只表示顺序，未体现大小）
系统内核
自由可分配
堆
数据段
代码段

几点解释：

• C语言语法不允许直接操作代码段
• 栈能够把程序执行过程中的全部状态记录下来，地址比较大；此外遵循先进后出原则，先进的地址大，后进的地址小。
• 操作系统和应用程序隔离开的好处：操作系统不会大量占用，避免机器卡住等等

指针

• 如果说变量只是一个代号，本质是内存。而指针保存的就是内存地址。
• 指针偏移运算，根据对应数据类型占几个字节（如在64位操作系统中，指针占8个字节，整型占4个字节）
• 数组本质也是指针类型，是指针常量

最开始可以通过调试简单的代码来更深入地理解指针和内存的内涵，如下面的简单例程。我们可以在gdb条件下，通过p &函数名；p &变量名；p *变量名等来查看内存地址或者存放数据等的信息。

#include <stdio.h>
int global=0;

int rect(int a, int b)
{
    static int count=0;
    count++;
    global++;
    int s=a*b;
    return s;
}

int quadrate(int a)
{
    static int count=0;
    count++;
    global++;
    int s=rect(a,a);
    return s;
}

int main()
{
    int a=3;
    int b=4;
    int *pa=&a;
    int *pb=&b;
    int *pglobal=&global;
    int (*pquadrate)(int a)=&quadrate;
    //int s=quadrate(a);
    int s=(*pquadrate)(a);
    printf("%d\n",s);
}