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内存的一些magic number和debug crt

 scholes_goal 2013-01-05

调试过debug版本的vc程序的人一定对0xCCCCCCCC和0xCDCDCDCD这样的内存很有印象。这是debug版本的CRT为了方便调试程序,在分配出来还没有初始化的时候提供的初始值。

实际上,Windows上面还有更多这样的初始值,见下表:

Uninitialized

 

BAADF00D

Used by Microsoft's LocalAlloc/GlobalAlloc/HeapAlloc(LMEM_FIXED) to mark uninitialised allocated heap memory

CCCCCCCC

Used by Microsoft's C++ debugging runtime library to mark uninitialised stack memory

CDCDCDCD

Used by Microsoft's C++ debugging runtime library to mark uninitialised heap memory

 

 

Freed

 

FEEEFEEE

Used by Microsoft's LocalFree/GlobalFree/HeapFree() to mark freed heap memory

DDDDDDDD

Used by MicroQuill's SmartHeap and Microsoft's C++ debugging heap to mark freed heap memory

 

 

No man's land

 

ABABABAB

Used by Microsoft's LocalAlloc/GlobalAlloc/HeapAlloc() to mark "no man's land" guard bytes after allocated heap memory

FDFDFDFD

Used by Microsoft's C++ debugging heap to mark "no man's land" guard bytes before and after allocated heap memory

表格来源:http://en./wiki/Magic_number_(programming)

除了debug CRT会帮你添加这些初始化值之外,微软的堆管理函数也会在分配和释放的时候添加一些初始化值。

LocalAlloc/GlobalAlloc,如果指定的是LMEM_FIXED(默认就指定了这个),并且没有指定LMEM_ZEROINIT,则分配的内存中初始化值为BAADF00D(可以理解成badfood,也就是不能直接吃的意思,呵呵)。调用LocalFree/GlobalFree则其值会变为FEEEFEEE)可以理解成Free)。

HeapAlloc只要没有指定HEAP_ZERO_MEMORY,也是一样初始化值是BAADF00D,HeapFree之后则是FEEEFEEE。

另外,windows的三个heap分配函数(LocalAlloc/GlobalAlloc/HeapAlloc)分配内存的时候,会在分配的内存后面另外添加8个byte的Guard数据,也就是上表中的No man's land。其数值为ABABABAB

 

关于windows的heap管理函数,还有以下两点需要注意:

  1. 如果分配的内存过大(比如几十M,HeapAlloc会转换成用VirtualAlloc来分配,而不是从堆上进行分配,所以分配和释放之后的内存值不是上表所示。
  2. 开启pageheap之后,调用HeapAlloc分配的初始化值为0xc0c0c0c0。HeapFree之后的内存则无法访问

 

如果你的内存管理用的是new(malloc)和delete(free)这样的CRT函数,那么情况会更复杂一些。这些CRT内存管理函数是建立在上面的windows heap管理函数之上的。

尤其是debug版本的CRT,会做更多的事情,详细见http://www./developer/win32/debug_crt_heap.html

这里简要说明一下,new(malloc)分配的未初始化内存的值为CDCDCDCD,delete(free)之后的未初始化值为DDDDDDDD。

另外 ,debug CRT也有跟windows 的 heap管理函数一样的No man's land数据,他们是FDFDFDFD(可以理解成fence),总共8个bytes,4个byte在payload前面 ,4个byte在payload后面。
需要注意的是CRT的管理数据实际上也是windows的heap管理函数的payload,所以当我们用CRT的函数来分配内存时,比如说10bytes,CRT向windows的heap管理函数会需要申请额外的内存(大概是40byte,也就是说总共50byte)。这额外的内存是CRT用来管理CRT内存的,其中就包括No man's land数据,另外还有分配了多少内存,内存类型,调用分配函数时的文件名和行数等等。详细这40bytes作和作用请参见上面的URL

 

这里还有一些关于Debug CRT的更详细的介绍:http://www./cpp/w-p/win32/tutorials/article.php/c9535/Inside-CRT-Debug-Heap-Management.htm

 

值得注意的是,以上是Debug CRT才会有的操作,release版本的CRT是直接调用windows的heap manager函数,所以其表现跟用户直接调用heap manager函数是一样的

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