函數(shù)的相對地址在編譯鏈接的時候就已經(jīng)分配好了,但是絕對地址是未知的。就是說,函數(shù)的地址相對于程序基址的偏移是確定的,但是程序在運行的時候,會被加載到哪一個區(qū)域運行是不確定的,需要由操作系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)存的使用的情況等進行調(diào)度,所以函數(shù)在內(nèi)存中的絕對地址也就自然不確定了,希望可以幫到你。
成都創(chuàng)新互聯(lián)服務(wù)項目包括梁山網(wǎng)站建設(shè)、梁山網(wǎng)站制作、梁山網(wǎng)頁制作以及梁山網(wǎng)絡(luò)營銷策劃等。多年來,我們專注于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),利用自身積累的技術(shù)優(yōu)勢、行業(yè)經(jīng)驗、深度合作伙伴關(guān)系等,向廣大中小型企業(yè)、政府機構(gòu)等提供互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的解決方案,梁山網(wǎng)站推廣取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟效益。目前,我們服務(wù)的客戶以成都為中心已經(jīng)輻射到梁山省份的部分城市,未來相信會繼續(xù)擴大服務(wù)區(qū)域并繼續(xù)獲得客戶的支持與信任!
Windows下的 malloc 原理就是調(diào)用 windows API 的各種內(nèi)存管理函數(shù)申請內(nèi)存并記錄內(nèi)存狀態(tài)以便將來釋放。
DOS下的 malloc 原理就是調(diào)用申請內(nèi)存的中斷申請內(nèi)存并記錄內(nèi)存狀態(tài)以便將來釋放。
UNIX 和 Linux 都有內(nèi)存管理的系統(tǒng)調(diào)用,malloc 相當(dāng)于給這些系統(tǒng)調(diào)用穿了一件
malloc()工作機制
malloc函數(shù)的實質(zhì)體現(xiàn)在,它有一個將可用的內(nèi)存塊連接為一個長長的列表的所謂空閑鏈表。調(diào)用malloc函數(shù)時,它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請求所需要的內(nèi)存塊。然后,將該內(nèi)存塊一分為二(一塊的大小與用戶請求的大小相等,另一塊的大小就是剩下的字節(jié))。接下來,將分配給用戶的那塊內(nèi)存?zhèn)鹘o用戶,并將剩下的那塊(如果有的話)返回到連接表上。調(diào)用free函數(shù)時,它將用戶釋放的內(nèi)存塊連接到空閑鏈上。到最后,空閑鏈會被切成很多的小內(nèi)存片段,如果這時用戶申請一個大的內(nèi)存片段,那么空閑鏈上可能沒有可以滿足用戶要求的片段了。于是,malloc函數(shù)請求延時,并開始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內(nèi)存片段,對它們進行整理,將相鄰的小空閑塊合并成較大的內(nèi)存塊。
malloc()在操作系統(tǒng)中的實現(xiàn)
在 C 程序中,多次使用malloc () 和 free()。不過,您可能沒有用一些時間去思考它們在您的操作系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)的。本節(jié)將向您展示 malloc 和 free 的一個最簡化實現(xiàn)的代碼,來幫助說明管理內(nèi)存時都涉及到了哪些事情。
在大部分操作系統(tǒng)中,內(nèi)存分配由以下兩個簡單的函數(shù)來處理:
void *malloc (long numbytes):該函數(shù)負(fù)責(zé)分配 numbytes 大小的內(nèi)存,并返回指向第一個字節(jié)的指針。
void free(void *firstbyte):如果給定一個由先前的 malloc 返回的指針,那么該函數(shù)會將分配的空間歸還給進程的“空閑空間”。
malloc_init 將是初始化內(nèi)存分配程序的函數(shù)。它要完成以下三件事:將分配程序標(biāo)識為已經(jīng)初始化,找到系統(tǒng)中最后一個有效內(nèi)存地址,然后建立起指向我們管理的內(nèi)存的指針。這三個變量都是全局變量:
//清單 1. 我們的簡單分配程序的全局變量
int has_initialized = 0;
void *managed_memory_start;
void *last_valid_address;
如前所述,被映射的內(nèi)存的邊界(最后一個有效地址)常被稱為系統(tǒng)中斷點或者 當(dāng)前中斷點。在很多 UNIX? 系統(tǒng)中,為了指出當(dāng)前系統(tǒng)中斷點,必須使用 sbrk(0) 函數(shù)。 sbrk 根據(jù)參數(shù)中給出的字節(jié)數(shù)移動當(dāng)前系統(tǒng)中斷點,然后返回新的系統(tǒng)中斷點。使用參數(shù) 0 只是返回當(dāng)前中斷點。這里是我們的 malloc 初始化代碼,它將找到當(dāng)前中斷點并初始化我們的變量:
清單 2. 分配程序初始化函數(shù)
#include
void malloc_init()
{
last_valid_address = sbrk(0);
managed_memory_start = last_valid_address;
has_initialized = 1;
}
現(xiàn)在,為了完全地管理內(nèi)存,我們需要能夠追蹤要分配和回收哪些內(nèi)存。在對內(nèi)存塊進行了 free 調(diào)用之后,我們需要做的是諸如將它們標(biāo)記為未被使用的等事情,并且,在調(diào)用 malloc 時,我們要能夠定位未被使用的內(nèi)存塊。因此, malloc 返回的每塊內(nèi)存的起始處首先要有這個結(jié)構(gòu):
//清單 3. 內(nèi)存控制塊結(jié)構(gòu)定義
struct mem_control_block {
int is_available;
int size;
};
現(xiàn)在,您可能會認(rèn)為當(dāng)程序調(diào)用 malloc 時這會引發(fā)問題 —— 它們?nèi)绾沃肋@個結(jié)構(gòu)?答案是它們不必知道;在返回指針之前,我們會將其移動到這個結(jié)構(gòu)之后,把它隱藏起來。這使得返回的指針指向沒有用于任何其他用途的內(nèi)存。那樣,從調(diào)用程序的角度來看,它們所得到的全部是空閑的、開放的內(nèi)存。然后,當(dāng)通過 free() 將該指針傳遞回來時,我們只需要倒退幾個內(nèi)存字節(jié)就可以再次找到這個結(jié)構(gòu)。
在討論分配內(nèi)存之前,我們將先討論釋放,因為它更簡單。為了釋放內(nèi)存,我們必須要做的惟一一件事情就是,獲得我們給出的指針,回退 sizeof(struct mem_control_block) 個字節(jié),并將其標(biāo)記為可用的。這里是對應(yīng)的代碼:
清單 4. 解除分配函數(shù)
void free(void *firstbyte) {
struct mem_control_block *mcb;
mcb = firstbyte - sizeof(struct mem_control_block);
mcb-is_available = 1;
return;
}
如您所見,在這個分配程序中,內(nèi)存的釋放使用了一個非常簡單的機制,在固定時間內(nèi)完成內(nèi)存釋放。分配內(nèi)存稍微困難一些。我們主要使用連接的指針遍歷內(nèi)存來尋找開放的內(nèi)存塊。這里是代碼:
//清單 6. 主分配程序
void *malloc(long numbytes) {
void *current_location;
struct mem_control_block *current_location_mcb;
void *memory_location;
if(! has_initialized) {
malloc_init();
}
numbytes = numbytes + sizeof(struct mem_control_block);
memory_location = 0;
current_location = managed_memory_start;
while(current_location != last_valid_address)
{
current_location_mcb =
(struct mem_control_block *)current_location;
if(current_location_mcb-is_available)
{
if(current_location_mcb-size = numbytes)
{
current_location_mcb-is_available = 0;
memory_location = current_location;
break;
}
}
current_location = current_location +
current_location_mcb-size;
}
if(! memory_location)
{
sbrk(numbytes);
memory_location = last_valid_address;
last_valid_address = last_valid_address + numbytes;
current_location_mcb = memory_location;
current_location_mcb-is_available = 0;
current_location_mcb-size = numbytes;
}
memory_location = memory_location + sizeof(struct mem_control_block);
return memory_location;
}
這就是我們的內(nèi)存管理器。現(xiàn)在,我們只需要構(gòu)建它,并在程序中使用它即可.多次調(diào)用malloc()后空閑內(nèi)存被切成很多的小內(nèi)存片段,這就使得用戶在申請內(nèi)存使用時,由于找不到足夠大的內(nèi)存空間,malloc()需要進行內(nèi)存整理,使得函數(shù)的性能越來越低。聰明的程序員通過總是分配大小為2的冪的內(nèi)存塊,而最大限度地降低潛在的malloc性能喪失。也就是說,所分配的內(nèi)存塊大小為4字節(jié)、8字節(jié)、16字節(jié)、 18446744073709551616字節(jié),等等。這樣做最大限度地減少了進入空閑鏈的怪異片段(各種尺寸的小片段都有)的數(shù)量。盡管看起來這好像浪費了空間,但也容易看出浪費的空間永遠(yuǎn)不會超過50%。
14.freopen(打開文件)
相關(guān)函數(shù) fopen,fclose
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) FILE * freopen(const char * path,const char * mode,FILE * stream);
函數(shù)說明 參數(shù)path字符串包含欲打開的文件路徑及文件名,參數(shù)mode請參考fopen()說明。參數(shù)stream為已打開的文件指針。Freopen()會將原stream所打開的文件流關(guān)閉,然后打開參數(shù)path的文件。
返回值 文件順利打開后,指向該流的文件指針就會被返回。如果文件打開失敗則返回NULL,并把錯誤代碼存在errno 中。
范例
復(fù)制代碼代碼如下:
#includestdio.h
main()
{
FILE * fp;
fp=fopen(“/etc/passwd”,”r”);
fp=freopen(“/etc/group”,”r”,fp);
fclose(fp);
}
15.fseek(移動文件流的讀寫位置)
相關(guān)函數(shù) rewind,ftell,fgetpos,fsetpos,lseek
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int fseek(FILE * stream,long offset,int whence);
函數(shù)說明 fseek()用來移動文件流的讀寫位置。參數(shù)stream為已打開的文件指針,參數(shù)offset為根據(jù)參數(shù)whence來移動讀寫位置的位移數(shù)。
參數(shù) whence為下列其中一種:
SEEK_SET從距文件開頭offset位移量為新的讀寫位置。SEEK_CUR 以目前的讀寫位置往后增加offset個位移量。
SEEK_END將讀寫位置指向文件尾后再增加offset個位移量。
當(dāng)whence值為SEEK_CUR 或SEEK_END時,參數(shù)offset允許負(fù)值的出現(xiàn)。
下列是較特別的使用方式:
1) 欲將讀寫位置移動到文件開頭時:fseek(FILE *stream,0,SEEK_SET);
2) 欲將讀寫位置移動到文件尾時:fseek(FILE *stream,0,0SEEK_END);
返回值 當(dāng)調(diào)用成功時則返回0,若有錯誤則返回-1,errno會存放錯誤代碼。
附加說明 fseek()不像lseek()會返回讀寫位置,因此必須使用ftell()來取得目前讀寫的位置。
范例
復(fù)制代碼代碼如下:
#includestdio.h
main()
{
FILE * stream;
long offset;
fpos_t pos;
stream=fopen(“/etc/passwd”,”r”);
fseek(stream,5,SEEK_SET);
printf(“offset=%d/n”,ftell(stream));
rewind(stream);
fgetpos(stream,pos);
printf(“offset=%d/n”,pos);
pos=10;
fsetpos(stream,pos);
printf(“offset = %d/n”,ftell(stream));
fclose(stream);
}
執(zhí)行 offset = 5
offset =0
offset=10
16.ftell(取得文件流的讀取位置)
相關(guān)函數(shù) fseek,rewind,fgetpos,fsetpos
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) long ftell(FILE * stream);
函數(shù)說明 ftell()用來取得文件流目前的讀寫位置。參數(shù)stream為已打開的文件指針。
返回值 當(dāng)調(diào)用成功時則返回目前的讀寫位置,若有錯誤則返回-1,errno會存放錯誤代碼。
錯誤代碼 EBADF 參數(shù)stream無效或可移動讀寫位置的文件流。
范例 參考fseek()。
17.fwrite(將數(shù)據(jù)寫至文件流)
相關(guān)函數(shù) fopen,fread,fseek,fscanf
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) size_t fwrite(const void * ptr,size_t size,size_t nmemb,FILE * stream);
函數(shù)說明 fwrite()用來將數(shù)據(jù)寫入文件流中。參數(shù)stream為已打開的文件指針,參數(shù)ptr 指向欲寫入的數(shù)據(jù)地址,總共寫入的字符數(shù)以參數(shù)size*nmemb來決定。Fwrite()會返回實際寫入的nmemb數(shù)目。
返回值 返回實際寫入的nmemb數(shù)目。
范例
復(fù)制代碼代碼如下:
#includestdio.h
#define set_s (x,y) {strcoy(s[x].name,y);s[x].size=strlen(y);}
#define nmemb 3
struct test
{
char name[20];
int size;
}s[nmemb];
main()
{
FILE * stream;
set_s(0,”Linux!”);
set_s(1,”FreeBSD!”);
set_s(2,”Windows2000.”);
stream=fopen(“/tmp/fwrite”,”w”);
fwrite(s,sizeof(struct test),nmemb,stream);
fclose(stream);
}
執(zhí)行 參考fread()。
18.getc(由文件中讀取一個字符)
相關(guān)函數(shù) read,fopen,fread,fgetc
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int getc(FILE * stream);
函數(shù)說明 getc()用來從參數(shù)stream所指的文件中讀取一個字符。若讀到文件尾而無數(shù)據(jù)時便返回EOF。雖然getc()與fgetc()作用相同,但getc()為宏定義,非真正的函數(shù)調(diào)用。
返回值 getc()會返回讀取到的字符,若返回EOF則表示到了文件尾。
范例 參考fgetc()。
19.getchar(由標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備內(nèi)讀進一字符)
相關(guān)函數(shù) fopen,fread,fscanf,getc
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int getchar(void);
函數(shù)說明 getchar()用來從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備中讀取一個字符。然后將該字符從unsigned char轉(zhuǎn)換成int后返回。
返回值 getchar()會返回讀取到的字符,若返回EOF則表示有錯誤發(fā)生。
附加說明 getchar()非真正函數(shù),而是getc(stdin)宏定義。
范例
復(fù)制代碼代碼如下:
#includestdio.h
main()
{
FILE * fp;
int c,i;
for(i=0li5;i++)
{
c=getchar();
putchar(c);
}
}
執(zhí)行 1234 /*輸入*/
1234 /*輸出*/
20.gets(由標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備內(nèi)讀進一字符串)
相關(guān)函數(shù) fopen,fread,fscanf,fgets
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) char * gets(char *s);
函數(shù)說明 gets()用來從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備讀入字符并存到參數(shù)s所指的內(nèi)存空間,直到出現(xiàn)換行字符或讀到文件尾為止,最后加上NULL作為字符串結(jié)束。
返回值 gets()若成功則返回s指針,返回NULL則表示有錯誤發(fā)生。
附加說明 由于gets()無法知道字符串s的大小,必須遇到換行字符或文件尾才會結(jié)束輸入,因此容易造成緩沖溢出的安全性問題。建議使用fgets()取代。
范例 參考fgets()
21.mktemp(產(chǎn)生唯一的臨時文件名)
相關(guān)函數(shù) tmpfile
表頭文件 #includestdlib.h
定義函數(shù) char * mktemp(char * template);
函數(shù)說明 mktemp()用來產(chǎn)生唯一的臨時文件名。參數(shù)template所指的文件名稱字符串中最后六個字符必須是XXXXXX。產(chǎn)生后的文件名會借字符串指針返回。
返回值 文件順利打開后,指向該流的文件指針就會被返回。如果文件打開失敗則返回NULL,并把錯誤代碼存在errno中。
附加說明 參數(shù)template所指的文件名稱字符串必須聲明為數(shù)組,如:
char template[ ]=”template-XXXXXX”;
不可用char * template=”template-XXXXXX”;
范例
復(fù)制代碼代碼如下:
#includestdlib.h
main()
{
char template[ ]=”template-XXXXXX”;
mktemp(template);
printf(“template=%s/n”,template);
}
22.putc(將一指定字符寫入文件中)
相關(guān)函數(shù) fopen,fwrite,fscanf,fputc
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int putc(int c,FILE * stream);
函數(shù)說明 putc()會將參數(shù)c轉(zhuǎn)為unsigned char后寫入?yún)?shù)stream指定的文件中。雖然putc()與fputc()作用相同,但putc()為宏定義,非真正的函數(shù)調(diào)用。
返回值 putc()會返回寫入成功的字符,即參數(shù)c。若返回EOF則代表寫入失敗。
范例 參考fputc()。
23.putchar(將指定的字符寫到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備)
相關(guān)函數(shù) fopen,fwrite,fscanf,fputc
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int putchar (int c);
函數(shù)說明 putchar()用來將參數(shù)c字符寫到標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。
返回值 putchar()會返回輸出成功的字符,即參數(shù)c。若返回EOF則代表輸出失敗。
附加說明 putchar()非真正函數(shù),而是putc(c,stdout)宏定義。
范例 參考getchar()。
24.rewind(重設(shè)文件流的讀寫位置為文件開頭)
相關(guān)函數(shù) fseek,ftell,fgetpos,fsetpos
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) void rewind(FILE * stream);
函數(shù)說明 rewind()用來把文件流的讀寫位置移至文件開頭。參數(shù)stream為已打開的文件指針。此函數(shù)相當(dāng)于調(diào)用fseek(stream,0,SEEK_SET)。
返回值
范例 參考fseek()
25.setbuf(設(shè)置文件流的緩沖區(qū))
相關(guān)函數(shù) setbuffer,setlinebuf,setvbuf
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) void setbuf(FILE * stream,char * buf);
函數(shù)說明 在打開文件流后,讀取內(nèi)容之前,調(diào)用setbuf()可以用來設(shè)置文件流的緩沖區(qū)。參數(shù)stream為指定的文件流,參數(shù)buf指向自定的緩沖區(qū)起始地址。如果參數(shù)buf為NULL指針,則為無緩沖IO。Setbuf()相當(dāng)于調(diào)用:setvbuf(stream,buf,buf?_IOFBF:_IONBF,BUFSIZ)
返回值
26.setbuffer(設(shè)置文件流的緩沖區(qū))
相關(guān)函數(shù) setlinebuf,setbuf,setvbuf
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) void setbuffer(FILE * stream,char * buf,size_t size);
函數(shù)說明 在打開文件流后,讀取內(nèi)容之前,調(diào)用setbuffer()可用來設(shè)置文件流的緩沖區(qū)。參數(shù)stream為指定的文件流,參數(shù)buf指向自定的緩沖區(qū)起始地址,參數(shù)size為緩沖區(qū)大小。
返回值
27.setlinebuf(設(shè)置文件流為線性緩沖區(qū))
相關(guān)函數(shù) setbuffer,setbuf,setvbuf
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) void setlinebuf(FILE * stream);
函數(shù)說明 setlinebuf()用來設(shè)置文件流以換行為依據(jù)的無緩沖IO。相當(dāng)于調(diào)用:setvbuf(stream,(char * )NULL,_IOLBF,0);請參考setvbuf()。
返回值
28.setvbuf(設(shè)置文件流的緩沖區(qū))
相關(guān)函數(shù) setbuffer,setlinebuf,setbuf
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int setvbuf(FILE * stream,char * buf,int mode,size_t size);
函數(shù)說明 在打開文件流后,讀取內(nèi)容之前,調(diào)用setvbuf()可以用來設(shè)置文件流的緩沖區(qū)。參數(shù)stream為指定的文件流,參數(shù)buf指向自定的緩沖區(qū)起始地址,參數(shù)size為緩沖區(qū)大小,參數(shù)mode有下列幾種
_IONBF 無緩沖IO
_IOLBF 以換行為依據(jù)的無緩沖IO
_IOFBF 完全無緩沖IO。如果參數(shù)buf為NULL指針,則為無緩沖IO。
返回值
29.ungetc(將指定字符寫回文件流中)
相關(guān)函數(shù) fputc,getchar,getc
表頭文件 #includestdio.h
定義函數(shù) int ungetc(int c,FILE * stream);
函數(shù)說明 ungetc()將參數(shù)c字符寫回參數(shù)stream所指定的文件流。這個寫回的字符會由下一個讀取文件流的函數(shù)取得。
返回值 成功則返回c 字符,若有錯誤則返回EOF。
復(fù)制代碼代碼如下:
#include stdio.h
#include stdlib.h
int main()
{
FILE *fp = NULL;
char* str;
char re;
int num = 10;
str = (char*)malloc(100);
//snprintf(str, 10,"test: %s", "0123456789012345678");
// printf("str=%s\n", str);
fp = fopen("/local/test.c","a+");
if (fp==NULL){
printf("Fail to open file\n");
}
// ? ? fseek(fp,-1,SEEK_END);
num = ftell(fp);
printf("test file long:%d\n",num);
fscanf(fp,"%s",str);
printf("str = %s\n",str);
printf("test a: %s\n",str);
while ((re=getc(fp))!=EOF){//getc可以用作fgetc用
printf("%c",re);
}
//fread(str,10,10,fp);
fgets(str,100,fp);
printf("test a: %s\n",str);
sprintf(str,"xiewei test is:%s", "ABCDEFGHIGKMNI");
printf("str2=%s\n", str);
// ?fprintf(fp,"%s\n",str);
fwrite(str,2,10,fp);
num = ftell(fp);
if(str!=NULL){
free(str);
}
fclose(fp);
return 0;
}