相关疑难解决方法(0)

c代码:

// program break mechanism
// TLPI exercise 7-1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void program_break_test() {
    printf("%10p\n", sbrk(0));

    char *bl = malloc(1024 * 1024);
    printf("%x\n", sbrk(0));

    free(bl);
    printf("%x\n", sbrk(0));

}

int main(int argc, char **argv) {
    program_break_test();
    return 0;
}

编译以下代码时:

 printf("%10p\n", sbrk(0));

我收到警告提示:

format ‘%p’ expects argument of type ‘void *’, but argument 2 has type ‘int’

问题1:为什么？

在我之后malloc(1024 * 1024),程序突破似乎没有改变.

这是输出:

9b12000
9b12000
9b12000

问题2:进程在启动以备将来使用时是否在堆上分配内存？或者编译器改变分配的时间点？否则,为什么？

[更新]摘要:brk()或mmap()

在查看TLPI并检查手册页(在TLPI的作者的帮助下)之后,现在我了解了如何malloc()决定使用brk()或mmap(),如下所示:

mallopt() …

malloc使用brk/ sbrk作为从OS声明内存的主要方式的典型实现。但是，它们还用于mmap获取大容量分配的块。使用brk代替确实有真正的好处mmap，还是仅仅是传统？将其与所有内容一起使用mmap是否会很好？

（注意：我在这里可以互换使用sbrk，brk因为它们是同一个Linux系统调用接口brk。）

作为参考，以下是一些描述glibc malloc的文档：

GNU C库参考手册：GNU分配器
https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/The-GNU-Allocator.html

glibc Wiki：Malloc概述
https://sourceware.org/glibc/wiki/MallocInternals

这些文件所描述的是，它sbrk被用来声明一个小的分配的主要场所，mmap被用来声明一个次级的场所，mmap还被用来声明一个大对象（“比页面大得多”）的空间。

同时使用应用程序堆（带有sbrk），并mmap引入了一些其他不必要的复杂性：

分配的竞技场-主竞技场使用应用程序的堆。其他竞技场使用mmap堆。要将块映射到堆，您需要知道哪种情况适用。如果该位为0，则该块来自主区域和主堆。如果该位为1，则该块来自mmap的内存，并且可以从该块的地址计算出堆的位置。

[Glibc malloc源自ptmalloc，而ptmalloc则源自dlmalloc，后者始于1987年。]

该jemalloc手册页（http://jemalloc.net/jemalloc.3.html）有这样一段话：

传统上，分配器使用sbrk（2）获取内存，由于一些原因，该内存不是最佳的，原因包括竞争条件，增加的碎片以及人为限制最大可用内存。如果操作系统支持sbrk（2），则此分配器将按优先顺序使用mmap（2）和sbrk（2）；否则，此分配器将使用mmap（2）和sbrk（2）。否则，仅使用mmap（2）。

因此，他们甚至在这里说这sbrk不是次优的，但是无论如何他们还是会使用它，即使他们已经为编写代码而烦恼，以至于没有它就可以工作。

[jemalloc的编写始于2005年。]

更新：更多地考虑这一点，关于“按优先顺序”的一点让我对询问保持了一致。为什么选择优先顺序？它们是否只是sbrk在mmap不支持（或缺少必要功能）的情况下用作备用，还是该进程可能进入可以使用sbrk但不能使用的状态mmap？我看一下他们的代码，看看是否能弄清楚它在做什么。

我之所以问是因为我正在用C实现垃圾回收系统，到目前为止，我看不到除之外的任何用途mmap。我想知道是否还有什么我想念的。

（就我而言，我还有另一个避免使用的原因brk，那就是malloc在某些时候可能需要使用。）

自从我被介绍到 以来C，我就被告知C动态内存分配是使用家族中的函数完成的malloc。我还了解到，动态分配的内存malloc是在进程的堆部分分配的。

各种操作系统教科书都说这malloc涉及系统调用（虽然并不总是但有时）来将堆上的结构分配给进程。现在假设malloc返回指向堆上分配的字节块的指针，为什么它需要系统调用。函数的激活记录放置在进程的堆栈部分中，并且由于“堆栈部分”已经是进程虚拟地址空间的一部分，所以激活记录的压入和弹出、堆栈指针的操作，只需从虚拟地址空间的最高可能地址。它甚至不需要系统调用。

现在基于同样的理由，由于“堆部分”也是进程虚拟地址空间的一部分，为什么需要系统调用来在该部分中分配字节块。像这样的例程malloc可以自行处理“空闲”列表和“已分配”列表。它需要知道的只是“数据部分”的结尾。某些文本说系统调用对于“将内存附加到进程以进行动态内存分配”是必要的，但是如果malloc在“堆部分”上分配内存，为什么需要在 期间将内存附加到进程malloc？可以简单地取自过程中已经一部分的部分。

在阅读 Kernighan 和 Ritchie 的《C 编程语言》[2e] 文本时，我发现了他们对该malloc函数的实现 [第 8.7 节第 185-189 页]。作者说：

malloc根据需要调用操作系统获取更多内存。

这就是操作系统文本所说的，但与我上面的想法相反（如果malloc在堆上分配空间）。

由于向系统请求内存是一项相对昂贵的操作，因此作者不会在每次调用 时都这样做，因此他们创建了一个至少请求单位的malloc函数；这个较大的块根据需要被切碎。而基本的空闲列表管理是由.morecoreNALLOCfree

但问题是作者使用sbrk()向操作系统请求内存morecore。现在维基百科说：

brk和是 Unix 和类 Unix 操作系统中使用的基本内存管理系统调用，用于控制分配给进程数据段sbrk的内存量。