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我尝试编写一个非常简单的操作系统来更好地理解基本原理。我需要实现用户空间malloc。所以起初我想在我的 linux 机器上实现和测试它。

起初我通过以下方式实现了 sbrk() 函数

void* sbrk( int increment ) {
    return ( void* )syscall(__NR_brk, increment );
}

但是这段代码不起作用。相反，当我使用 os 提供的 sbrk 时，它工作正常。

我尝试使用 sbrk() 的另一种实现

static void *sbrk(signed increment)  
{  
    size_t newbrk;  
    static size_t oldbrk = 0;  
    static size_t curbrk = 0;  

    if (oldbrk == 0)  
        curbrk = oldbrk = brk(0);  

    if (increment == 0)  
        return (void *) curbrk;  

    newbrk = curbrk + increment;  

    if (brk(newbrk) == curbrk)  
        return (void *) -1;  

    oldbrk = curbrk;  
    curbrk = newbrk;  

    return (void *) oldbrk;  
}

从此函数调用的 sbrk

static Header *morecore(unsigned nu)  
{  
    char *cp;  
    Header *up;  

    if (nu < NALLOC)  
        nu = NALLOC;  

    cp = sbrk(nu * sizeof(Header));  
    if (cp == (char *) -1)  
        return NULL;  

    up = (Header *) cp;  
    up->s.size = nu;  // ***Segmentation fault
    free((void *)(up + 1));  

    return freep;  
}

此代码也不起作用，就行（***）我得到分段错误。哪里有问题？

谢谢大家。我已经使用 sbrk 的新实现解决了我的问题。给定的代码工作正常。

void* __sbrk__(intptr_t increment)
 {
     void *new, *old = (void *)syscall(__NR_brk, 0);

     new = (void *)syscall(__NR_brk, ((uintptr_t)old) + increment);

     return (((uintptr_t)new) == (((uintptr_t)old) + increment)) ? old :
         (void *)-1;
 }
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第一个sbrk应该有一个long increment. 你忘了处理错误（和设置errno）

第二个sbrk函数不会改变地址空间（就像sbrk那样）。您可以使用mmap来更改它（但使用mmap而不是sbrk不会更新内核的数据段结束视图sbrk）。可以cat /proc/1234/maps用来查询pid 1234的进程的地址空间）。甚至从程序内部读取（例如使用fopen& fgets）/proc/self/maps。

顺便说一句，sbrk已过时（大多数 malloc 实现使用mmap），并且根据定义，每个系统调用（在syscalls(2)中列出）都由内核执行（因为sbrk内核维护“数据段”限制！）。所以你无法避免内核，我什至不明白你为什么要模拟任何系统调用。几乎按照定义，您不能模拟系统调用，因为它们是从用户应用程序与内核交互的唯一方式。从用户应用程序来看，每个系统调用都是一个原子基本操作（由一条SYSENTER机器指令完成，机器寄存器中有适当的内容）。

您可以使用strace(1)来了解正在运行的程序完成的实际系统调用。

顺便说一句，GNUlibc是一个自由软件。你可以查看它的源代码。musl-libc是一个更简单的libc，其代码更具可读性。

最后编译gcc -Wall -Wextra -g并使用gdb调试器（如果你愿意，你甚至可以查询寄存器）。也许阅读x86/64-ABI 规范和Linux Assembly HowTo。

于 2015-03-03T06:26:32.567 回答