free如何知道释放内存长度：vs与glibc分配内存时编译器内部处理

鉴于网上这个资料实在太少，将之前整理过却未彻底的一篇文章贴出来，但愿大牛指正vs下内存管理方式。可联系gaoshiqiang1987@163.com

• vs分配内存

vs没有源码，编译器在分配内存时，分配给用户的地址减去16个字节（ 注1），保存了分配内存的类型与大小

以下表示了vs编译器在分配内存时编译器的处理，代码以下：

 1 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
 2 {
 3     char *pcMem = (char *)malloc(8);
 4     short *psMem = (short *)malloc(12);
 5     int *piMem = (int *)malloc(16);
 6     long *plMem = (long *)malloc(20);
 7     float *pfMem  = (float*)malloc(32);
 8     double *pdMem = (double*)malloc(48);
 9 
10     system("PAUSE");
11     return 0;
12 }

vs2008本地断点调试运行，对应地址分配以下

pcMem    0x007722c8 "屯屯屯屯铪铪"    char *
psMem    0x00772310    short *
piMem    0x00772358    int *
plMem    0x007723a8    long *
pfMem    0x00779230    float *
pdMem    0x00779290    double *

以下为pChar减去16个字节的地址内容

0x007722B8  08 00 00 00 01 00 00 00 7a 00 00 00 fd fd fd fd cd cd cd cd cd cd cd cd fd fd fd fd ab ab ab ab
0x00772300  0c 00 00 00 01 00 00 00 7b 00 00 00 fd fd fd fd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd fd fd fd fd
0x00772348  10 00 00 00 01 00 00 00 7c 00 00 00 fd fd fd fd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd
0x00772398  14 00 00 00 01 00 00 00 7d 00 00 00 fd fd fd fd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd
0x00779220  20 00 00 00 01 00 00 00 7e 00 00 00 fd fd fd fd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd
0x00779280  30 00 00 00 01 00 00 00 7f 00 00 00 fd fd fd fd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd

从上面能够总结如下几点：

【1】第一顺序的四个字节表明分配内存大小，并以小端（可能跟cpu有关，没在大端机器上验证，欢迎有大端机器的朋友验证）方式呈现，在32位处理器或者32位操做系统下，程序所能容许分配最大内存为2^32次幂；

【2】第二顺序的四个字节不清楚表明什么

【3】第三顺序的四个字节表明分配数据类型（ 注2）

7a--char
7b--short
7c--int
7d--long
7e--float
7f--double

至于还有结构体以及类的分配可能须要另外讨论

【4】第四顺序的四个字节都为fd，猜想默认为保留字节

对应不一样结构体类型亦有不一样值与之对应

疑问：如何从上面的资料计算申请分配内存的大小

咱们知道了所分配内存个数在第一顺序的四个字节中有体现，可是所分配内存的单个单元大小几何单从第三顺序的四个字节看不出因此然。再分析下第三顺序的四个字节，对应【总结3】，略加分析，会发现单个单元大小也对应了某个值。我试了下不一样结构体对应的值也各不同。猜想vs编译器对其单个单元值在编译时进行了计算，以便于在释放内存时清楚该释放内存大小。

 

• glibc分配内存

glibc则清晰不少，由于能够阅读源码，其在分配内存前增长了一个  HEADER_SIZE ，跟踪malloc函数实现能够发现

typedef struct header {

  long check;

  union {

    struct header *next;

    struct free_list *fl;

  } u;

} *header_t;

 

#define HEADER_SIZE sizeof (struct header)

 

typedef struct free_list {

 spin_lock_t lock; /* spin lock for mutual exclusion */

 header_t head; /* head of free list for this size */

#ifdef DEBUG

 int in_use; /* # mallocs - # frees */

#endif /* DEBUG */

} *free_list_t;

 

注1：这里写16byte是由于对比了分配内存首地址往前偏移8byte、16byte、32byte，发现16byte内存内容跟所分配的最接近，由于没有源码，因此只能作如上猜想

注2：没有实际资料证实，只是猜测，上面几个是基本数据类型，可是面对结构体或者类时其怎么表示尚不清楚