如何在c函数中访问堆起始地址和堆基地址

Posted 2023-02-19

【中文标题】如何在c函数中访问堆起始地址和堆基地址

【英文标题】：How to access heap start address and heap base address within c function

【发布时间】：2020-01-02 15:54:31

【问题描述】：

对于我自己的malloc动态内存分配实现，我想在运行时访问堆基地址和堆限制地址。我知道它们在我的 startup.s 文件中被导出为全局变量。我怎样才能访问这些地址？ 目标平台是带有 GCC 的 ARM Cortex-M4。

用 .globl 声明的符号对链接器来说是已知的，并且应该可以使用 c 代码中的 extern 符号访问。但是使用这种方法，我得到的值与生成的 .map 文件中的值不同。

下面是 startup.s 文件中定义的堆符号：

#ifdef __HEAP_SIZE
    .equ        Heap_Size, __HEAP_SIZE
#else
    .equ        Heap_Size, 0x00000C00
#endif
    .globl      __HeapBase
    .globl      __HeapLimit
__HeapBase:
    .if Heap_Size
    .space      Heap_Size
    .endif
    .size       __HeapBase, . - __HeapBase
__HeapLimit:
    .size       __HeapLimit, . - __HeapLimit

    .section    .vectors
    .align      2
    .globl      __Vectors

这是我在 c 函数中的访问权限：

extern volatile __HeapBase;
extern volatile __HeapLimit;

static void heaptest(void) 
    uint32_t limit;
    uint32_t base;

    base = __HeapBase;
    limit = __HeapLimit;

调试这段代码，我得到了生成的 .map 文件中指定的其他地址：

.heap           0x200317a0    0x40000
                0x200317a0                __HeapBase = .
...
                0x200717a0                __HeapLimit = .
...

所以我希望 __HeapBase 的输出为 0x200317a0，__HeapLimit 的输出为 0x200717a0，但实际输出我得到的是 0xf377aaa2 和 0xac69254。

【问题讨论】：

你是如何编译、链接和运行它的？添加所需的其余代码以获得minimal and reproducible example（强调reproducible）。

【参考方案1】：

将它们声明为 extern char __HeapBase[];，因为在 C 中，数组对象的名称转换为指针，而其他对象的名称被隐式取消引用。

也许还可以使用#define HEAPBASE ((void*)__HeapBase) 以方便使用该名称。或将其转换为 (uintptr_t) 或其他任何内容。

拥有一个单独的全局 void *base = &__HeapBase; 会不太好：base 不是编译时常数值，因为它甚至没有被声明为 const。使用它的代码必须从静态存储中加载一个指针，而不是拥有可以直接使用的链接时常量地址。

【参考方案2】：

导出的符号是地址，但 C 编译器会为您取消引用它们。要取回地址，您需要应用地址运算符&，即void* base = &__HeapBase; 应该可以工作。正如所写，您实际上是从堆中获取第一项。