Arc*_*Arc -1 gcc mmap glibc heap-memory sbrk
在使用 glibc 时，我尝试使用sbrk使用负参数来减少数据段，并发现了一个最奇怪的行为。
\n我首先使用malloc，然后free使用它，然后使用 减少数据段sbrk，然后malloc再次使用与第一个相同的大小。
问题是，如果malloc大小（两个malloc大小相同）足够小（32k，或八个 4k 页），那么一切都可以正常工作。但是当我增加一点malloc- free-malloc大小（到九个 4k 页）时，我会得到核心转储。更奇怪的是，当我将大小提高malloc到超过mmap阈值（128k）时，我会得到调整中止行为。
C代码：
\n#define _GNU_SOURCE 1\n#include <stdio.h>\n#include <malloc.h>\n#include <unistd.h>\n\n// set MMAP_ALLOC_SIZE to 8 4k-pages it will work, \n// set it to 9 4k-pages it raises a \'segmentation fault (core dumped)\'\n// set it to 33 4k-pages it raises a \'break adjusted to free malloc space\' and \'abort (core dumped)\'\n#define MMAP_ALLOC_SIZE \xc2\xa0 (33 * 4096)\n#define PRINT_MEM { \\\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 struct mallinfo mi; \\\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 mi = mallinfo(); \\\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("ptr \xc2\xa0 \xc2\xa0%p\\n", ptr); \\\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("brk(0) %p\\n", sbrk(0)); \\\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("heap \xc2\xa0 %d bytes\\n", mi.arena); \\\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("mmap \xc2\xa0 %d bytes\\n\\n", mi.hblkhd); \\\n}\n\nint main(int argc, char *argv[])\n{\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 void *ptr;\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 ptr = NULL; \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0PRINT_MEM\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("1) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ...\\n");\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 ptr = malloc(MMAP_ALLOC_SIZE); \xc2\xa0 PRINT_MEM\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("2) will free malloc ...\\n");\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 free(ptr); \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 PRINT_MEM\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("3) will reduce brk \xc2\xa0...\\n");\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 ptr = sbrk(-100000); \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 \xc2\xa0 PRINT_MEM\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("4) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ... \\n");\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 ptr = malloc(MMAP_ALLOC_SIZE); \xc2\xa0 PRINT_MEM\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 printf("5) completion.\\n"); // never happens if MMAP_ALLOC_SIZE is > 8 4k-pages\n\xc2\xa0 \xc2\xa0 return 0;\n}\n编译为：
\ngcc -Wall testbrk.c -o testbrk\n这给出了成功的输出MMAP_ALLOC_SIZE (8 * 4096)：
ptr \xc2\xa0 \xc2\xa0(nil)\nbrk(0) 0xf46000\nheap \xc2\xa0 0 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n1) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00xf25670\nbrk(0) 0xf46000\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n2) will free malloc ...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00xf25670\nbrk(0) 0xf46000\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n3) will reduce brk \xc2\xa0...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00xf46000\nbrk(0) 0xf2d960\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n4) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ... \nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00xf25670\nbrk(0) 0xf2d960\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n5) completion.\n以下中止输出MMAP_ALLOC_SIZE (9 * 4096)：
ptr \xc2\xa0 \xc2\xa0(nil)\nbrk(0) 0x1b7f000\nheap \xc2\xa0 0 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n1) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00x1b5e670\nbrk(0) 0x1b7f000\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n2) will free malloc ...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00x1b5e670\nbrk(0) 0x1b7f000\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n3) will reduce brk \xc2\xa0...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00x1b7f000\nbrk(0) 0x1b66960\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n4) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ... \nSegmentation fault (core dumped)\n以及以下调整中止输出MMAP_ALLOC_SIZE (33 * 4096)：
ptr \xc2\xa0 \xc2\xa0(nil)\nbrk(0) 0x1093000\nheap \xc2\xa0 0 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n1) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00x7fdd1c7f6010\nbrk(0) 0x1093000\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 139264 bytes\n\n2) will free malloc ...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00x7fdd1c7f6010\nbrk(0) 0x1093000\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n3) will reduce brk \xc2\xa0...\nptr \xc2\xa0 \xc2\xa00x1093000\nbrk(0) 0x107a960\nheap \xc2\xa0 135168 bytes\nmmap \xc2\xa0 0 bytes\n\n4) will malloc > MMAP_THRESHOLD (128 KiB) ... \nbreak adjusted to free malloc space\nAborted (core dumped)\n因此，sbrk缩减调用不会出现错误，但malloc即使仍有足够的内存可用，后续调用也会引发核心转储。
我是做错了什么还是这是数据段调整大小的限制？
\n编辑：除了使用我在下面发布的代码解决方案之外malloc_trim()，非常欢迎接受的答案，关于这个问题还有一些重要的事情需要了解，如从聊天中恢复的：
首先，该man页面说避免使用sbrk，但 glibc 手册没有。
malloc.c来自 glibc 确实包含有关可能使用有符号整数（因此是负整数）调用内存参数减少值的注释sbrk，并且确实有关于调用brk和 与sbrk保持一致的规定malloc。的工作原理malloc对 并非不敏感sbrk，它们不是来自“不同级别”的编码，它们应该和谐地一起工作，至少通过代码注释是这样。另外，我的第一个测试用例确实运行良好，这意味着这sbrk本身不是一个需要处理的问题malloc，但只是在某些特定情况下没有得到处理。
最后，重要的是有人可以破坏 glibc 分配，这可能是一个安全漏洞。例如，黑客可以使用由另一层间接访问的 glibc 的某些实例来调用，从而sbrk导致库崩溃。我不是安全专家，但鉴于 glibc 在全球有如此多不同的用途，原则上某些恶意程序员可能会利用此sbrk崩溃来访问未受保护的系统。不确定，但肯定应该由 glibc 开发人员进行调查。
我确信这不是一个无意义的问题。
\nmallocglibc 内部使用有详细记录sbrk。如果没有另外说明，它也可以使用获得的内存sbrk用于内部簿记目的。这些内部簿记数据的确切存储位置既没有记录，也无法猜测。因此，拿走（通过或以其他方式）获得的任何内存都会使该数据无效。mallocsbrk
因此，sbrk带有负参数的程序永远不应该在也使用 的程序中使用malloc（当然还有任何可能使用 的库函数malloc，例如printf）。glibc 文档中可能应该包含这样的声明，以使上述推理变得不必要。有一个声明警告不要使用brkandsbrk一般情况下：
您通常不会使用本节中的函数，因为内存分配中描述的函数更容易使用。这些是 GNU C 库内存分配器的接口，该分配器使用其自身下面的函数。下面的函数是系统调用的简单接口。
如果要在 glibcmalloc竞技场结束时释放未使用的内存，请使用malloc_trim()（glibc 扩展，而不是标准 C 或 POSIX 函数）。