C语言中动态分配内存的问题

[名人堂再聚首]

各位好！

我现在有一个单片机项目，使用stm32f103系列单片机，并使用RS485和无线2.4G（nRF24L01）两种通信方式和客户端通信，一台MCU作服务端，其他作为客户端（每个客户端都有一个唯一识别的设备ID）。
我的设计是这样的：

服务端使用lwip网络协议栈和上位机通信，接收上位机的指令，然后服务端将上位机发来的数据发送到RS485总线或者通过无线2.4G直接发送到客户端。服务端保存了每个客户端设备的信息，包括：设备ID，通信方式，通道地址。其中设备ID用于唯一标识某个客户端设备，通信方式表示客户端设备是RS485方式通信还是无线2.4G方式通信，通道地址表示无线2.4G设备地址。每个客户端设备的信息都保存在服务端MCU的AT24C04中，客户端设备信息采用了一个结构体来保存，定义如下：

/**************** Device Structure *******************/
struct  device {
    u16		DeviceID;    		//Device Identifier 
	//char	Name[10];			//Device Name which can be customized
    u8      IsRS485; 			//Is this device using RS485 bus to send out data? 1:RS485 bus,0:nRF24L01 wireless 2.4G
	u8		Address[5];			//Device address, for each nRF24L01 has a unique device address which consists of 5 bytes
};

typedef struct device DEVICE;	//Define a new type replacing "struct device"

并且我使用宏定义了客户端设备最大数量（默认不超过30个）：

#define MAX_DEVICE_CNT							0x1E	/* Maximum Devices Available */

我定义了一个全局指针变量用来保存所有的客户端设备，在程序初始化时从AT24C04得到所有的设备：
全局指针变量和实际客户端设备的总数量：

u8 DEVICE_NBR=0;				//全局变量保存已有的保存在AT24C04中的设备数量
DEVICE* ALL_DEVICE;				//全局变量保存所有的设备信息

在初始化得到所有的客户端设备：

/*
 * 函数名：Get_Devices
 * 描述  ：从AT24C02中得到全部的设备信息
 * 输入  ：无
 * 输出  ：无
 * 调用  ：外部调用
 */
void Get_Devices(void)
{
	u8 dev_num=0;		//从AT24C04读取设备数量
	I2C_EE_BufferRead(&dev_num, EEPROM_BASE_ADDR_DEVICE, 1);
	if (dev_num!=0xff && dev_num<=MAX_DEVICE_CNT){//判断是否超出最大数量
		u8 * result;
		u8 i=0, j=0;
		DEVICE *device;
		DEVICE_NBR = dev_num;			//保存总的设备数量	

//DEVICE_DATA_LEN是结构体的数据长度，应该就是sizeof(DEVICE)
		
//动态分配内存保存从AT24C04中读取出来的所有设备数据
		result=(u8*)malloc(dev_num * DEVICE_DATA_LEN); //最大30个设备，每个8字节数据，就是DEVICE_DATA_LEN		
		//result=(u8*)calloc(dev_num, DEVICE_DATA_LEN); //为一维数分配dev_num个元素，每个元素占8个字节
		
		//分配ALL_DEVICE所需要的内存空间		
		ALL_DEVICE=(DEVICE*)malloc(dev_num * sizeof(DEVICE));		
		device=ALL_DEVICE;
		
		//根据设备数量从AT24C04读取指定长度的数据并保存在result中
		I2C_EE_BufferRead(result, EEPROM_BASE_ADDR_DEVICE+1, dev_num*DEVICE_DATA_LEN);
		
		for(i=0;i<dev_num * DEVICE_DATA_LEN;i=i+DEVICE_DATA_LEN){		
			device->DeviceID=((result[i+1]&0x00FF)<<8)|(result[i]&0x00FF);	//设备序号
			device->IsRS485=result[i+2];		//通讯方式
			for(j=0;j<5;j++){					//无线2.4G通道地址，5个字节			
				device->Address[j]=result[i+3+j];
			}
			device++;
		}
		
		free(result);						//释放分配的空间	
		free(ALL_DEVICE);
	}
}

我没有使用数组，是使用的动态分配内存的方式，原因是：AT24C04中保存了多少条设备信息就开辟多少内存来保存，而不用定义一个固定大小的数组，数组大小为设备最大总数量，也就是MAX_DEVICE_CNT。另外使用 ALL_DEVICE全局变量来保存所有的设备信息，需要用时就可以直接访问它。
可是问题来了，为什么我使用了free(ALL_DEVICE)之后，(ALL_DEVICE)还可以使用呢？
调用它的代码如下：

u8 i=0;																//循环计数器
		u8 rs485=0;				//设备通信方式1：RS485总线，0：nRF24L01无线2.4G
		u8 *addr=NULL;			//保存设备地址
		u16 device_id=0;													//保存网络传来的设备信息
		DEVICE * d=ALL_DEVICE;												//根据网络传来的设备信息从列备列表中查找		
		device_id=((arg[2]&0x00FF)<<8)|(arg[1]&0x00FF);						//得到要操作的设备ID
		//for(d=ALL_DEVICE;d<ALL_DEVICE+DEVICE_NBR;d++)
		for(i=0;i<DEVICE_NBR;i++)
		{
			if (device_id==d->DeviceID)		//如果找到匹配的设备信息
			{
				rs485=d->IsRS485;		//得到当前设备的数据传输方式
				addr=d->Address;		//得到当前设备的nRF24L01无线2.4G模块地址		
				break;
			}
			d++;
		}
                if (rs485==1)//使用RS485方式通信
               {
                            //服务端处理
                }
                else   //无线2.4G方式
               {
                          //服务端 处理
               }

麻烦各位帮我看下，这样使用动态分配内存有没有问题，如果我不想使用固定长度的数组，有其他更好的方法吗？为什么我使用了free函数后，ALL_DEVICE还能用呢？谢谢各位了！

[名人堂再聚首]

引用 4 楼 pathletboy 的回复:

上楼打错，多手误了，看这个 申明时候 DEVICE* ALL_DEVICE = NULL;这么申明，然后malloc之前判断下 if (ALL_DEVICE) { free(ALL_DEVICE); } ALL_DEVICE = (DEVICE*)malloc(dev_num * sizeof(DEVICE));

好的，谢谢你，我先试下！

[pathletboy]

free后只是标记内存空闲，这时候你的指针就是野指针，虽然可以访问，但是不是合法的。举个简单例子，火车上座位，你是站票，但是偶尔有座位你也可以坐下，但是来人你得让，不让打架就出事了。

[名人堂再聚首]

那如果我要保持一个指向动态分配内存的全局指针，那么在调用malloc后是不是不能调用free，如果下次再重新调用Get_Devices()函数时是不是先调用free，先释放，然后再分配内存给ALL_DEVICE？

[pathletboy]

引用 2 楼 jmmx 的回复:

那如果我要保持一个指向动态分配内存的全局指针，那么在调用malloc后是不是不能调用free，如果下次再重新调用Get_Devices()函数时是不是先调用free，先释放，然后再分配内存给ALL_DEVICE？

申明时候 DEVICE* ALL_DEVICE = NULL;这么申明，然后malloc之前判断下 if (!ALL_DEVICE) { free(ALL_DEVICE); } ALL_DEVICE = (DEVICE*)malloc(dev_num * sizeof(DEVICE));

[pathletboy]

上楼打错，多手误了，看这个 申明时候 DEVICE* ALL_DEVICE = NULL;这么申明，然后malloc之前判断下 if (ALL_DEVICE) { free(ALL_DEVICE); } ALL_DEVICE = (DEVICE*)malloc(dev_num * sizeof(DEVICE));