linux C复习：内存管理

1、虚拟内存地址

每个进程都有4G的虚拟内存地址，当进程需要真正的物理空间时，向系统申请，系统会分配给进程相应的物理内存空间。

系统会将进程的一部分虚拟内存地址和分配好的物理内存之间一 一对应起来，这个过程叫内存映射。

2、产生段错误的原因

1>当程序访问或修改没有权限访问或修改的内存空间时，会产生段错误。

2>当使用一个虚拟内存地址时，这个地址并没有和真正的物理内存空间映射，也会产生段错误（绝大部分的虚拟内存地址没有对应的内存空间）

3、堆中分配空间malloc

当使用malloc在堆中分配空间时，malloc会在分配的空间后加上一个结束标记 （占用12个字节），所以使用malloc分配空间时一定不要越界访问，否则会破坏malloc后台维护的数据结构，

导致内存空间无法释放。

malloc比较复杂，会在后台维护一个双向链表的数据结构来管理好分配的空间。

4、分配物理空间

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
void *p = malloc(4);
int *pi = p;
*pi = 100;

printf("pagesize = %d\n",getpagesize());        //一个页面4096个字节
*(p+400) = 1000;                                //不会报错
*(pi+1024*33+1) = 4000;                        //段错误
}

操作系统分配物理空间时，会以页为单位，一般一个页占用4096个字节。

系统对malloc格外照顾：

第一次malloc时，系统会给malloc映射33个页面的物理内存空间，以后malloc就从33个页面中获取使用的空间。

5、brk以及sbrk

sbrk.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
void *p1 = sbrk(4);    //分配4个字节的空间
void *p2 = sbrk(4);    //分配4个字节的空间
void *p3 = sbrk(4);    //分配4个字节的空间
void *p4 = sbrk(4);    //分配4个字节的空间

int *pi = p1;
*pi = 100;

printf("p1 = %p\n",p1);
printf("p2 = %p\n",p2);
printf("p3 = %p\n",p3);
printf("p4 = %p\n",p4);

sbrk(-10);            //释放10个字节
}

//sbrk分配空间实例图