JM8.6之内存分配——基础篇

　　在研究JM8.6中内存分配模块（memalloc.c）时，看到如下代码：

　　如果C语言基础较好的话，对上面也比较好理解。

　　但是再看到下面：

　　以及再下面：

　　可真得花点时间去琢磨内存如何布局的，以及如何访问到期望位置的值。

　　本篇文章就准备将背景知识和上面的三个内存分配函数，介绍一下，以供有此困惑的人来理解。

　　其实，很早之前就有该想法，针对C语言的指针来做一次科普，但由于拖延症的缘故一直没动笔。

　　本篇是基础篇，后面会再开一篇来介绍上面三个函数的原理及内存布局。

1. 什么是指针？

　　所谓指针，就是某个地址空间，存储着一个值（指针值），这个值为某个内存地址。

　　如下图：（请原谅我拙劣的画图水平，拿win10自带的绘图工具画的。。。）

　　拿32位系统来进行说明，每个指针（不管什么类型的指针——内置类型或自定义类型）的sizeof都为4Bytes，并且为

了高效访问，一般都是4字节对齐的（存储ptr值的这段内存地址addr2，打印其值，最后两个二进制位为0）。

　　上图中，内存空间addr2中存储着一个指针值——ptr（ptr的值为addr1），即这个ptr指针指向addr1这个地址空间。

2. 栈指针 & 堆指针

　　计算机系统中两种内存类型——stack和heap，stack为栈内存，如函数内临时变量、函数参数，heap为堆内存，如malloc

分配的空间，其从系统中获取，一般分配和回收使用伙伴算法（buddy）。

　　其中stack增长方向向下，heap增长方向向上，如下demo及打印：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 
 4 void stack_test()
 5 {
 6     int tmp0;
 7     int tmp1;
 8     int tmp2;
 9     printf("stack_addr: &tmp0=%p, &tmp1=%p, &tmp2=%p\n", &tmp0, &tmp1, &tmp2);
10 }
11 
12 void heap_test()
13 {
14     char *ptr0 = (char*)malloc(64);
15     char *ptr1 = (char*)malloc(64);
16     char *ptr2 = (char*)malloc(64);
17     printf("heap_addr: ptr0=%p, ptr1=%p, ptr2=%p\n", ptr0, ptr1, ptr2);
18 }
19 
20 int main(void)
21 {
22     stack_test();
23     heap_test();
24 }

　　从运行结果看，tmp0~2这种stack变量的地址，从高地址往低地址变化，而ptr0~2这种指向heap空间的值，从低往高变化。

然而，ptr0~2作为stack类型变量，其地址仍符合stack的增长方向（从高往低变化）。不信可以打印出&ptr0, &ptr1, &ptr2的值。

3. 如何给一个指针变量赋值？

　　使用如下方式：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 
 4 void mem_alloc(char **pp)
 5 {
 6     *pp = (char*)malloc(64);
 7 }
 8 
 9 int main()
10 {
11     char *ptr0;
12     char *ptr1;
13     char *ptr2;
14 
15     char ch = ‘A‘;
16     ptr0 = &ch;                 //ptr0指向stack变量ch
17     ptr1 = (char*)&ptr2;        //ptr1指向ptr2这个stack变量的地址
18     mem_alloc(&ptr2);           //给ptr2这个stack变量赋值，赋值为heap空间地址
19     printf("stack_addr: &ptr0=%p, &ptr1=%p, &ptr2=%p, &ch=%p\n", &ptr0, &ptr1, &ptr2, &ch);
20     printf("ptr_val: ptr0=%p, ptr1=%p, ptr2=%p\n", ptr0, ptr1, ptr2);
21 }

　　需要注意一点的是，如果通过函数调用给一个变量初始化，那么参数必须是该变量的地址，如18行的：mem_alloc(&ptr2);

　　为什么？

　　传地址才能修改该地址处的值（ptr2这个stack变量的内存地址空间中，所保存的值——指向哪儿），而传值只是进行了一份数据拷贝，

等调用的函数退出后，原先被拷贝的变量什么都没改变。

　　因此，如果想修改15行中ch这个stack变量的值，就传其地址：&ch；如果想修改13行的ptr2这个stack变量的值，也传其地址：&ptr2，

正如18行中所调用的。

JM8.6之内存分配——基础篇

原文：https://www.cnblogs.com/Dreaming-in-Gottingen/p/14287296.html