Day25_sbrk()、mmap()

2013年11月05日 星期二 10时16分38秒
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i=100,&i=0xbfa6787c

  1 #include <stdio.h>
  2
  3 int main()
  4 {
  5     int* p = (int*)0xbfa6787c;
  6     printf("*p=%d\n",*p);
  7 }
该程序会引发段错误
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  malloc()分配的内存在堆中，除了分配内存之外，还要额外占用一些空间，存储 附加数据。附加数据用于辅助操作系统管理内存。比如free()就需要知道内存的大小。附加数据是由 底层的双向链表维护
  malloc()在申请少量内存时 一次映射33个内存页，如果申请大量内存（超过31个内存页）会分配比申请的内存稍多的内存页数。
  free() 不一定会接触内存的映射，最后33个内存页不会接触映射，free()的真正作用是让内存可以重复使用（内存由不可用变为可用）
 
  经验：
    虽然malloc()一次映射33个内存页，会让内存越界不会引发错误，但尽量不要越界，否则可能破坏下一个变量的附加数据
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    sbrk()和brk() - Unix/Linux的系统函数
      sbrk()和brk()是通过底层维护的一个位置来管理内存的
      void* sbrk(int increment)
        参数increment为正，代表申请内存，位置向后移动increment字节，扩大数据区
        为0，位置不动，返回当前的位置地址                                                                                                                                                                            
        为负数，代表释放内存，位置向前移动increment字节，缩小数据区
        返回的是移动之前的位置

   sbrk()/brk() 是系统函数，没有malloc()那么复杂
   sbrk()对分配内存简单，释放内存繁琐：brk()正好相反
   int brk(void* pos)
    pos是新的位置，不论以前位置在哪里，直接回到新位置，成功返回0，失败返回-1
   练习：
     使用sbrk()申请内存，使用brk()释放内存，实现存储一个int,一个double和一个字符串
     结论：使用sbrk()申请内存，brk()释放内存最佳
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  mmap() 和 munmap()
   权限、选项的拼接，用 位或| 即可
   void* mmap(void* addr,size_t size,int prot,int flags,int fd,int off)
   参数：addr 一般为NULL，内核选择映射首地址
         size 映射的大小，不足一个内存页会补齐
         prot 权限，固定PROT_READ|PROT_WRITE
         flags 选项，常见以下值：
               MAP_PRIVATE     MAP_SHARED  必选其一，对内存没有区别，对文件有区别
               MAP_ANONYMOUS  匿名映射，代表映射物理内存
   返回映射的首地址，失败返回MAP_FAILED
   
  系统调用：
    用户空间的程序不能直接访问内核空间，但很多功能都必须进入内核空间。Unix/Linux系统在POSIX规范中定义了一系列系统函数，用于 进入内核空间，这些系统函数 叫系统调用（System call）
    系统调用是用户空间和内核空间的桥梁。但频繁调用也会影响性能
    
  文件：
    标C中，关于文件的函数有哪些？
   fopen() fread() fwrite() fclose() fseek() fprintf() fscanf() ftell()...
    这些函数都有Unix/Linux系统调用的支持
    
    Linux中，几乎一切都是文件，包括：文件、目录、内存、各种IO设备。因此，对文件的操作函数可以扩展到各种设备。最基本的几个函数：
    open() read() write() close() ioctl()
    Unix/Linux中，用文件描述符代表一个打开的文件，文件描述符 本质就是一个非负整数。但 文件的信息不存在文件描述符中。每个进程都有一个文件描述符总对应表，每个文件描述符对应一张文件表，数据都存在文件表中。
    进程中同时打开的文件描述符总数有限制，为0到OPEN_MAN，Linux能同时打开256个。文件描述符可以重复利用（关闭后即可）。文件描述符0 1 2被系统预先占用，代表标准输入，标准输出和标准错误。用户的文件描述符从 3 开始。

            
      推荐书籍： Unix环境高级编程 第二版