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内存的管理

2011年04月24日柴房暂无评论

进程空间Win32的可执行文件在加载后，系统将为它建立一个它自己的虚拟内存空间，即进程空间，其容量达4G（64位系统中将更大，但我想64位的程序应该不叫做Win32程序了吧？）。这4G的空间划分为了几个区域，对于win98和win2000是不尽相同的。
```
                           Window2000              Windows98
    NULL指针分配分区       0x00000000~0x0000ffff   0x00000000~0x00000fff
    MS-DOS/Win16兼容分区   无                      0x00001000~0x003fffff
    用户分区               0x00010000~0x7ffeffff   0x00400000~0x7fffffff
    禁止访问分区（64K）    0x7fff0000~0x7fffffff   无
    共享（MMF）分区        无                      0x80000000~0xbfffffff
    内核方式分区           0x80000000~0xffffffff   0xc0000000~0xffffffff
```
(上表资料来自：《Windows核心编程》)
1. NULL指针分区是NULL指针的地址范围。对这个区域的读写企图都将引发访问违规。
2. DOS/WIN16分区是98中专门用于16位的DOS和windows程序运行的空间，所有的16位程序将共享这个4M的空间。Win2000中不存在这个分区，16位程序也会拥有自己独立的虚拟地址空间。有的文章中称win2000中不能运行16位程序，是不确切的。
3. 用户分区是进程的私有领域，Win2000中，程序的可执行代码和其它用户模块均加载在这里，内存映射文件也会加载在这里。Win98中的系统共享DLL和内存映射文件则加载在共享分区中。
4. 禁止访问分区只有在win2000中有。这个分区是用户分区和内核分区之间的一个隔离带，目的是为了防止用户程序违规访问内核分区。
5. MMF分区只有win98中有，所有的内存映射文件和系统共享DLL将加载在这个地址。而2000中则将其加载到用户分区。
6. 内核方式分区对用户的程序来说是禁止访问的，操作系统的代码与此。内核对象是否也驻留在此？我认为应该是的，因为应用程序不能直接访问内核对象。但是关于这点我没找到有关的叙述，不知哪位大侠有确切的依据？另外要说明的是，win98中对于内核分区本也应该提供保护的，但遗憾的是并没有做到，因而98中程序可以访问内核分区的地址空间。
进程的内存布局见下图.
```
===============================================================================

              -----------------
  高地址      |               | ---> 命令行参数和环境变量 (只读)
              -----------------
              |      栈       |
              |- - - - - - - -|
              |      | |      |
              |      \ /      |
              |               |
              |               |
              |      / \      |
              |      | |      |
              |- - - - - - - -|
              |      堆       |
              |---------------|
              | 未初始化的变量|
              |     (bss)     | ---> 由 exec 初始化为零
              |---------------|
              | 初始化后的变量|  \
              |---------------|   |
              | text（数据区）|   | 由 exec 从程序中读取
　　　　      |               |  /
              |---------------|
  低地址 　 　|   代码区      |
              |---------------|

===============================================================================
（见http://263.aka.org.cn/Lectures/002/Lecture-2.1.6/Lecture-2.1.6/proc.html
http://www.csdn.net/Develop/article/15%5C15747.shtm）
```
1. 每一个进程在创建时都分配一个静态存储区域、一个堆和一个栈。
2. 静态存储区域用于存储进程的全局变量和静态变量；这个对于理解MFC的theApp对象也挺有帮助的。全局变量和静态变量“从静态存储区域分配。程序在编译的时候就已经分配好内存的分布，这块内存在程序的整个运行期间都存在。”（见http://www.fanqiang.com/a4/b2/20020719/060200272.html）
3. 堆可以动态分配内存。1）“程序在运行的时候用malloc或new从堆上动态申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。”（见http://www.fanqiang.com/a4/b2/20020719/060200272.html）
  2）“堆应该是保留的一段内存空间，在进程初始化的时候，系统会提交一部分物理存储。进程的堆的初始大小默认是1MB，这个可以在连接时用/HEAP开关自己控制。物理存贮的提交和回收应该是由堆管理器来管理的。”“堆应该是自动增长的。”“我们说的“自动生长”指的是在预先保留的全部堆空间都不够用的时候，重新来从自由区域保留。”(见http://www.pcvc.net/category/content.asp?sendid=118)
4. 每一个函数都可以对栈操作，用于存储参数和局部变量。1）“在执行函数时，函数的参数和函数内的局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。”（见http://www.fanqiang.com/a4/b2/20020719/060200272.html）
  2）“（在函数内）声明变量/数组的方式，是在栈中分配内存。”“当调用完此函数返回的时候，栈空间自动被收回，其中的内容也就全部无效了。”（见http://www.pcvc.net/category/content.asp?sendid=114）
  
  例子：（引用朱茂盛提供的）
  
  1）定义函数
  
  char *testfunc()
  
  {
  
  char *pret="return character";
  
  return pret;
  
  }
  
  然后调用
  
  char *pp = testfunc();
  
  otherfunc();
  
  printf(pp);
  
  这样有问题吗？
  
  2）定义函数
  
  char *testfunc()
  
  {
  
  char pret[]="return character";
  
  return pret;
  
  }
  
  然后调用
  
  char *pp = testfunc();
  
  otherfunc();
  
  printf(pp);
  
  这样呢？
  
  分析：1）中虽然变量pret分配在栈中，但"return character"是分配在进程的数据区的，在整个进程的生命期内有效；2）中"return
  character"是数组的内容，是分配在栈中的，一旦出了这个函数，就从栈中释放。所以1）中没问题而2）中有问题。
5. 有人说：“DLL 可以有自己的数据段, 但是它没有堆栈段, 使用的是调用程序的堆栈。”（见http://www.2000n.com/02.htm） 也有人说：“DLL有自己的堆栈”。（见http://www.csdn.net/Develop/article/15%5C15747.shtm）
  而朱茂盛说：在DLL中的函数里面分配的空间，是不允许在调用DLL的程序里面释放的。这么说来，DLL确实是有自己的堆栈的。
6. 线程具有自己的内存布局。“进程中每个线程都有自己的堆栈，这是一段线程创建时保留下的地址区域。”(见http://www.pcvc.net/category/content.asp?sendid=118)

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