GNU C library 笔记（2）

内容：Memory

1. 几个基本概念，page、frame、paging、segment。
进程分配内存的两种模式，一个使用 exec 系列函数，一个使用 programmatically（malloc 等函数）。
重要的 segment 有 text segment（存放代码等等，一般在进程的生命周期中不变）、data segment
（存放数据，可以用一些函数来调整大小，但是低位端位置不变）、stack segment（随着使用的堆栈
变大而变大，但不变小...）

2. 内存的静态分配和自动分配。前者是对于 static 变量或者全局变量，一旦开始就分配，即一直存在到最后。
后者是临时变量，如调用函数。值得注意的是：

In GNU C, the size of the automatic storage can be an expression that
varies. In other C implementations, it must be a constant.

3. 内存的动态分配不为 C 语言本身支持，不像 C++。基本方法是

void * malloc (size_t size)

分配到的内存没有初始化（calloc 会做清零，clear allocate），因此可以用 memset 来
进行初始化。分配后应检测返回指针是否为 NULL。malloc 返回的一个块多数情况下对齐
（这样可以存储任意类型的数据）过了，地址为 8 的倍数（64 位系统里面是 16 的倍数），
在一些特殊情况下（page 的边界）可以利用 memalign、posix_memalign、vlign 来返回
对齐（2 的幂次）的内存块。free 的内存很少被返还给操作系统，多数情况被留作后面
malloc 使用。如果需要调整已经 malloc 的块的大小，使用 realloc。glibc 不会将分配的块
对 2 的幂次进行向上取整。

4. 一次性分配很大的内存（大于一个 page）会使用向 2 的幂次取整的策略，使用 mmap
相关的函数 mallopt，这种分配得到的内存在 free 时会返回给操作系统。

5. 如何调整 malloc 的行为？使用 mallopt 调整一些参数的值（malloc.h），如
M_TRIM_THRESHOLD（返回给 OS 的内存的一个阈值）、M_MMAP_THRESHOLD
（大于此值的内存分配请求使用 mmap 系统调用）等等。

6. 分配的内存来自堆（heap），可以用

int mcheck (void (*abortfn) (enum mcheck_status status))

来检查分配内存的一致性，调用在 malloc 之前。

enum mcheck_status mprobe (void *pointer)

为特定的一块内存做检查。这都是 GNU extension。（mcheck.h）

7. 为了方便调试，glibc 为用户提供了 malloc 等等函数的钩子（hook），如 __malloc_hook
对应的是一个函数指针，

void *function (size_t size, const void *caller)

其中 caller 是调用 malloc 返回值的接受者（一个指针的地址）。另外有 __malloc_initialize_hook
函数指针，仅仅会调用一次（第一次分配动态内存时）。（malloc.h）

8. 一些使用 malloc 的统计量（SVID 扩展）可以用 struct mallinfo 储存，
可调用

struct mallinfo mallinfo (void)

获得。

9. 如何检测 memory leakage？glibc 提供了一个函数

void mtrace (void)

及其反作用

void muntrace (void)

这时会依赖于一个环境变量 MALLOC_TRACE 所指的文件，把一些信息记录在该文件中

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