软件调试笔记41 - 堆和堆检查 ： 低碎片堆

最新推荐文章于 2024-01-09 10:36:33 发布
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博客围绕堆和堆检查展开，重点提及低碎片堆。虽内容未详细阐述，但推测会涉及低碎片堆的调试方法、检查要点等信息技术相关内容，对堆管理和调试有一定参考价值。


堆（heap）系列_0x03：堆块 + malloc/new底层 + LFH（WinDbg分析）
可乐松子的博客
06-09 1131
1.什么是堆块（chunk）？ 2.malloc、new的底层汇编是怎么实现的？ 3.LFH的全面介绍
Low-fragmentation Heap 翻译（MSDN线上资料--LFH）
wpc320的专栏
09-06 2133
原文地址：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa366750(VS.85).aspx [The information in this topic applies to Windows Server 2003 and Windows XP. Starting with Windows Vista, the system uses the low-fr
Understanding the Low Fragmentation heap(LFH)
04-11
This document talks about Low Fragmentation Heap on Windows. It's very useful for us to debug application crash issue which is caused by LFH corruption issue. Blackhat USA 2010 Chris Valasek X-Force Researcher
第十八章:堆
不积跬步 无以至千里
08-26 1027
1:基础 1:堆就是一块预订的地址空间区域,系统会根据请求调拨物理存储器,堆很适合管理小型对象,使用堆不必理会分配粒度和页面大小 2:堆是进程相关的,一个进程可以有多个堆,默认堆的大小为1M,默认堆是线程安全的,所以如果一个进程只有一个线程,为了略微提高性能,应该创建自己的堆
堆和堆检查
pokeyode的专栏
11-29 1281
程序中在栈中保存的数据会随着函数的退出而被清理，只能用于保存局部变量。对于生存期大于局部变量的数据存储通常保存在堆中，堆拥有远比栈更多的可用空间。对于堆的分配和管理，内核使用堆管理器完成。
软件调试之堆和堆检查
coolbrucekai的专栏
07-02 1924
当用户启动一个程序时，系统会将程序文件从外部
Type-C正反插原理揭秘：CC引脚作用与PD电源协商机制的5层解析
!... # 摘要 Type-C接口凭借其正反插设计与高集成度，已成为现代电子设备主流的连接标准。本文系统阐述Type-C的物理结构与CC引脚在设备角色识别、供电协商及附件模式解析中的核心作用，深入分析USB PD协议基于BMC编码...
Wi-Fi状态监控联动设计：ESP32网络变化实时通知的高效实现
# 1. Wi-Fi状态监控联动系统的背景与架构设计 随着物联网（IoT）设备在智能家居、工业自动化等领域的广泛应用，Wi-Fi连接的稳定性直接关系到系统可靠性。传统设备常因网络抖动或AP切换导致服务中断，缺乏实时感知与...
Wi-Fi联网从零开始：ESP8266与Arduino联合开发环境搭建的7大难点破解
在物联网（IoT）快速发展的今天，ESP8266凭借其低成本、高性能和集成Wi-Fi能力，成为嵌入式开发的热门选择。结合Arduino IDE的易用性，开发者可快速实现从硬件控制到网络通信的完整闭环。本章将带你理解
【UCOS-III移植高手指南】：迁移到新硬件平台的全面解析
!... # 摘要 本文全面介绍了UCOS-III操作系统的关键概念、系统架构、内存管理机制、同步与通信机制，...通过详细分析UCOS-III内核基础、内存管理、信号量和互斥量的使用以及消息队列和邮箱的通信方式，本文旨在为读者提
Wi-Fi功耗飙升真相曝光：5大隐藏耗电元凶及应对方案
实际上，在信号弱或网络不稳定时，射频芯片频繁扫描、重连和功率补偿的行为，可使功耗提升数倍。更严重的是，操作系统与应用层的心跳机制缺乏协同节能设计，导致即便无数据传输，Wi-Fi仍长期处于高功耗状态。这种...
Deterministic_LFH:尽情享受LowFragmentationHeap
05-24
确定性LFH Windows在NT堆内部进行了大量工作，用LFH（低碎片堆，当前的前端）代替了超旧的Windows XP后备箱。 我不会谈论LFH内部，因为我认为它是微不足道的知识（我们都喜欢利用LFH或内核中的Page / NonPagePoolNx中的损坏）。 此外，这里仅是优秀的论文和作品，以非常好的方式对其进行了描述。 我个人觉得我对克里斯·瓦拉塞克（Chris Valasek）的贡献很大： 那我想在这里做什么？ 我将在Windows 8+中的LFH随机化中介绍一个已知的问题。 众所周知，随机化是针对UAF的微不足道的利用技术或各种腐败漏洞的缓解。 在那些情况下，我们通常希望调整堆的形状以获取连续的分配，或者使存根malloc（）-> free（）-> malloc（）返回相同的块。 因此，将堆的形状调整为： 现在还不是很简单，因为LFH中的分配是按顺序随机化的。 当然，可以执
安全编码之-堆检查-SecureString
qq_33586100的博客
10-08 1040
代码检测时会出现堆检查问题： 问题描述： 摘要 以不安全的方式存储敏感数据使得可以通过检查堆来提取数据。 解释 存储在内存中的敏感数据（如密码、社会安全号码、信用卡号码等） 如果存储在托管字符串对象中，则可能泄漏。字符串对象没有被钉住，所以垃圾 收集器可以随意重新定位这些对象，并在内存中留下多个副本。这些对象不是 默认情况下加密，所以任何人都可以读取进程的内存将能够看到的内容。 ...
用于堆检测的宏
美丽的流域
01-12 415
<br />用于堆检测的宏<br /><br /><br />__UHEAP_MAEK 这个宏标记着开始检测用户的堆使用情况了<br />__UHEAP_CHECK(n) 检测kernel堆是否已经分配了n个堆单元(没有被释放)，这要在__UHEAP_MARK宏前使用。<br />__UHEAP_CHECKALL(n) 检测当前线程的堆是否已经分配了n个堆单元。<br />__UHEAP_MARKEND 这个宏标记着堆检测的结束，检测在__UHEAP_MARK之后是否有些已分配但没有及时释放的堆单元存在。<
堆（heap）系列_0x07：NT堆调试支持_滞后发现调试支持
可乐松子的博客
06-28 1494
堆被破坏遇到最常见的原因就是溢出，下面主要介绍一下正常的堆结构和一种典型的溢出场景先要熟悉正常的堆块结构，下面是堆块结构和溢出的示意图用户只能访问到堆块的（HeapAlloc函数以返回地址的形式将用户数据区的起始地址返回）指的是访问非用户数据区的内存，有可能破坏了堆的控制数据（等）或者触发了堆检查机制（大多数检查机制都位于用户数据区的尾部）下面是一个在空闲堆块上分配一块内存的示意图：在堆上，分配一块内存简要步骤：示例场景：写入数据太多，导致覆盖当前堆块用户数据区后面结构和，再次申请内存由于破坏导致分配内存失
windbg调试- 内存泄露(不断上升)
thanfur的专栏
11-01 2313
在大型项目中，内存泄露并不会立即crash，会使系统性能不断下降，甚至因内存耗尽而崩溃。排查起来难度也比较大，申请内存的地方很多。这里介绍的这种方法可以迅速定位问题。 下面的程序crash64，每秒会申请1M的内存，而一直都没有释放，产生内存泄露 windbg 中有个小工具 UMDH可以追踪系统每个进程堆分配和释放的过程，通过分析比较能够对比出哪一次分配的堆空间没有释放。 开启堆
内存碎片引发系统问题分析
zhang_shuai_2011的专栏
11-13 1436
14年淘宝双十一收藏夹业务依然使用我们OceanBase0.3版本，在0点抢购开始qi
windows 堆：入门学习
qq_39267690的博客
01-09 1272
堆是Windows操作系统在运行时对系统资源的管理方式，是一种动态内存分配系统，可以在程序运行时动态地分配和释放内存。Windows提供了各种堆操作函数，如HeapCreate、HeapDestroy、HeapAlloc、HeapReAlloc、HeapFree等。然而，在一般的程序开发过程中，我们往往不会直接使用这些底层的堆操作函数，因为这些函数的使用往往需要对Windows内存管理的深入理解和小心翼翼的错误处理。
[C#] .net 内存管理[5]
unity尧明的博客
06-22 837
Operating System（操作系统）   到目前为止，我们已经花了很多时间非常接近硬件。 我最初也答应看操作系统。 现在是这样做的最佳时机。 实际上，操作系统的设计者必须非常认真地对待所有先前仅简要介绍的事实。 正如您很快就会看到的那样，它仍然只是更广泛现实的一个片段。   由于操作系统和硬件架构的不同，物理内存限制从 2 GB 到 24 TB 不等。 现在典型的商品硬件配备了 4 到 8 GB 的内存。 如果给定的程序必须直接使用物理内存，它就需要管理它创建和删除的所有内存区域。 这样的内存管理逻
rtthread栈内存和堆内存怎么使用
最新发布
07-02
<think>我们正在讨论RT-Thread中的栈内存和堆内存的使用方式和区别。根据用户提供的引用和之前的问题，我们需要详细解释这两种内存的管理机制、使用方法和区别。首先，我们需要明确：- **栈内存（Stack）**：通常用于函数调用、局部变量等，由编译器自动分配和释放，具有后进先出（LIFO）的特性。在RT-Thread中，每个线程都有自己独立的栈空间。 -**堆内存（Heap）**：用于动态内存分配，由程序员手动管理（申请和释放），分配和释放的顺序随机，容易产生碎片。在RT-Thread中，栈内存和堆内存的管理方式如下： ###1.栈内存（Stack） -**作用**：用于函数调用时的局部变量存储、参数传递、函数返回地址等。- **分配方式**：-静态分配：在定义线程时，由用户显式指定栈空间（数组）并传递给线程初始化函数（`rt_thread_init`）。-动态分配：当使用动态创建线程（`rt_thread_create`）时，栈空间从堆中动态分配。 -**特点**：-线程栈的大小在创建时确定，运行中不可调整。-栈溢出是常见问题，需合理设置栈大小（通过线程栈检查机制可检测溢出）。-栈内存由系统自动管理（函数返回时局部变量自动释放）。####使用方法（以线程栈为例）： ```c//静态分配线程栈#defineTHREAD_STACK_SIZE512static rt_uint8_tthread_stack[THREAD_STACK_SIZE];//静态栈数组staticvoidthread_entry(void *parameter){//线程执行体，局部变量分配在线程栈上intlocal_var=0;//... }intmain(void) {rt_thread_tthread;//静态初始化线程，指定栈空间thread =rt_thread_init("th", thread_entry,RT_NULL,thread_stack, THREAD_STACK_SIZE,RT_THREAD_PRIORITY_MAX/2,20);rt_thread_startup(thread); }``` ###2.堆内存（Heap） -**作用**：用于动态内存分配，如使用`rt_malloc`、`rt_free`等函数管理的内存。- **分配方式**：-系统启动时初始化一块内存区域作为堆（如Nano版本中用户定义的大小为1024*4字节的空间[^1]）。-通过动态内存管理算法（如小内存管理算法、SLAB算法等）进行分配和释放。- **特点**：-动态分配，按需申请和释放。-需注意内存泄漏和碎片问题[^2]。-分配和释放的时间不确定，可能影响实时性。 ####使用方法：```c//动态申请堆内存void *ptr= rt_malloc(100);//申请100字节if (ptr !=RT_NULL){rt_memset(ptr,0,100);//初始化[^2]// ...使用内存rt_free(ptr);//释放，避免泄漏}``` ###栈内存与堆内存的核心区别| **特性**|**栈内存**|**堆内存**||------------------|-------------------------------------|-------------------------------------|| **管理方式**|编译器/系统自动管理|程序员手动申请和释放| |**分配速度**|快（仅移动栈指针）|慢（需查找合适内存块）|| **生命周期**|函数/线程生命周期|由程序员控制（从申请到释放）| |**大小限制**|固定（线程创建时确定）|受系统堆总大小限制| |**碎片问题**|无|可能产生碎片| |**使用场景**|函数调用、局部变量、线程栈|动态数据结构（如链表、缓冲区）| |**溢出风险**|栈溢出（破坏相邻内存）|堆溢出（破坏堆结构）|###关键注意事项1. **栈溢出防护**：RT-Thread提供线程栈检查函数（如`rt_thread_stack_check`），可在运行时检测栈溢出。2.**堆内存管理**：-避免内存泄漏：确保每次`rt_malloc`都有对应的`rt_free`[^2]。-避免碎片化：尽量分配相同大小的内存块，或使用内存池（MemoryPool）。3.**系统配置**：-堆大小在系统启动时确定（如修改`rtconfig.h`中的`RT_HEAP_SIZE`）。- Nano版本需用户显式指定堆空间（非自动使用全部剩余RAM）[^1]。###相关问题1.如何确定RT-Thread线程栈的合理大小？2.动态内存分配失败时有哪些处理策略？3. RT-Thread提供了哪些内存管理算法？4.如何检测和避免线程栈溢出？[^1]:RT-Thread中堆和栈内存的分配。可以看到RT-Thread Nano版本中是将用户定义好的大小为1024 *4个字节的内存空间交由RT-Thread进行动态内存管理，而非将RAM中剩余的内存空间全部交给RT-Thread进行动态内存管理。[^2]:RTThread学习笔记——动态内存堆的使用。1.申请新的内存块，清零操作p=rt_malloc(10);//分配动态堆 p==rt_null //判断是否成功 rt_memset(p,0,10);//清零2.内存泄漏malloc与free搭配使用，以防泄漏，即未及时释放，之后无法重新分配，造成内存浪费其他API。</think>### RT-Thread 栈内存与堆内存详解 #### 一、栈内存（Stack） **作用**： 用于函数调用、局部变量存储和线程上下文切换，**每个线程独立拥有自己的栈空间**。 **使用方式**： 1. **静态分配**（推荐） 在编译时预定义栈空间大小： ```c #define THREAD_STACK_SIZE 512 static rt_uint8_t thread_stack[THREAD_STACK_SIZE]; // 静态栈数组 rt_thread_init(&thread, "th", entry, RT_NULL, thread_stack, THREAD_STACK_SIZE, PRIO, TICK); ``` 2. **动态分配** 线程创建时从堆中分配栈空间： ```c rt_thread_t thread = rt_thread_create("th", entry, RT_NULL, STACK_SIZE, PRIO, TICK); // 栈空间从堆分配 ``` **关键特性**： - ⚡️ **快速分配**：仅需移动栈指针即可完成内存分配 - 🔒 **自动回收**：函数退出/线程结束时自动释放 - ⚠️ **大小固定**：线程创建时确定，不可运行时扩展 - 🛡️ **溢出风险**：栈溢出会破坏相邻内存（RT-Thread提供`rt_thread_stack_check()`检测） #### 二、堆内存（Heap） **作用**： 用于**动态内存分配**，存放生命周期不确定的数据（如通信缓冲区、动态数据结构）。 **使用方式**： ```c // 申请内存 void *buffer = rt_malloc(100); // 从堆分配100字节 if (buffer != RT_NULL) { rt_memset(buffer, 0, 100); // 初始化[^2] } // 释放内存 rt_free(buffer); // 必须手动释放！ ``` **管理机制**： - 📦 **预定义堆空间**（Nano版本典型配置）： ```c rt_system_heap_init((void*)0x20000000, (void*)0x2000FFFF); // 初始化64KB堆[^1] ``` - 🔄 **动态分配算法**：支持小内存管理（SLAB）、TLSF等算法 **关键特性**： - ⏱️ **按需分配**：运行时动态申请/释放 - 🧩 **内存碎片**：长期运行可能导致碎片化（需定期整理） - 💥 **泄漏风险**：忘记`rt_free()`会导致内存泄漏[^2] - ⏳ **分配延迟**：查找空闲块时间不确定（影响实时性） --- ### 核心区别总结 | **特性** | 栈内存 | 堆内存 | |------------------|--------------------------------|--------------------------------| | **分配时机** | 线程创建时 | 运行时动态申请 | | **释放方式** | 自动（线程结束时） | 手动（需调用`rt_free()`） | | **生命周期** | 与线程绑定 | 由程序员控制 | | **分配速度** | 极快（仅修改指针） | 较慢（需查找空闲块） | | **大小限制** | 固定（创建时确定） | 受系统总堆大小限制[^1] | | **主要用途** | 函数调用帧/局部变量/线程上下文 | 动态数据结构/通信缓冲区 | | **典型问题** | 栈溢出 | 内存泄漏/碎片化[^2] | --- ### 最佳实践建议 1. **栈内存** - 实时线程优先静态分配栈空间 - 设置栈大小需考虑**最坏情况**下的函数调用深度 - 启用栈溢出检测：`rt_thread_stack_check()` 2. **堆内存** - 遵循**配对原则**：每个`rt_malloc()`必须有对应的`rt_free()` - 避免碎片化： ```c // 推荐：分配相同尺寸内存块 for (int i=0; i<10; i++) { buffers[i] = rt_malloc(FIXED_SIZE); } ``` - 临界区使用内存池（Memory Pool）替代堆分配 --- ### 相关问题 1. 如何确定RT-Thread线程栈的合理大小？ 2. 动态内存分配失败时应采取哪些容错机制？ 3. RT-Thread有哪几种内存分配算法？各自适用场景是什么？ 4. 如何检测和修复内存泄漏问题？ 5. 栈溢出会导致哪些具体症状？如何调试？ [^1]: RT-Thread中堆和栈内存的分配。可以看到RT-Thread Nano版本中是将用户定义好的大小为1024 * 4个字节的内存空间交由RT-Thread进行动态内存管理，而非将RAM中剩余的内存空间全部交给RT-Thread进行动态内存管理。 [^2]: RTThread 学习笔记——动态内存堆的使用。1.申请新的内存块，清零操作 p=rt_malloc(10);//分配动态堆 p==rt_null //判断是否成功 rt_memset(p,0,10);//清零 2.内存泄漏 malloc与free搭配使用，以防泄漏，即未及时释放，之后无法重新分配，造成内存浪费 其他API。
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