c - 关于 sbrk() 和 malloc()

Question

我已经彻底阅读了关于 sbrk() 的 linux 手册：

sbrk() 改变程序中断的位置，它定义了进程数据段的结束（即程序中断是未初始化数据段结束后的第一个位置）。

而且我确实知道用户空间内存的组织如下：

问题是： 当我调用 sbrk(1) 时，为什么它说我正在增加堆的大小？正如手册所说，我正在更改“数据段和 bss”的结束位置。那么，数据段和 bss 的大小应该增加多少，对吗？

Answer 1

data 和 bss 段是固定大小的。因此，在这些段结束后分配给进程的空间不是这些段的一部分；它只是与它们相邻。该空间称为堆空间，用于动态内存分配。

如果您想将其视为“扩展数据/bss 段”，那也可以。它不会对程序的行为、分配的空间或任何东西产生任何影响。

Mac OS X 上的手册页表明你真的不应该经常使用它们：

brk 和 sbrk 函数是在虚拟内存管理出现之前的早期遗留下来的历史奇闻。该brk()函数将进程数据段（未初始化的数据）的中断或最低地址设置为addr（紧接在 bss 之上）。数据寻址被限制在addr堆栈段的最低堆栈指针和最低堆栈指针之间。内存是按brk页面大小的块分配的；如果addr不能被系统页面大小整除，则增加到下一个页面边界。

程序中断的当前值由sbrk(0)（另见end(3)）可靠地返回。getrlimit(2)系统调用可用于确定数据段的最大允许大小；将无法设置超出rlim_max调用返回的值的中断getrlimit，例如 etext + rlp->rlim_max（参见end(3)的定义etext）。

尽管有查看它的指针，但我找不到end(3)的手册页，这有点令人恼火。即使这个（有点旧的）手册页sbrk()也没有链接。

Answer 2

请注意，今天很少使用sbrk(2) 。大多数malloc实现都使用mmap(2) - 至少对于大型分配 - 来获取内存段（并munmap释放它）。很多时候，free只是简单地将内存区域标记为可供将来重用malloc （并且不会向Linux 内核释放任何内存）。

^{（实际上，现代 linux 进程的堆由几个段组成，所以比你的图片更微妙；多线程进程每个线程有一个堆栈）}

使用proc(5)尤其是/proc/self/maps 和/proc/$pid/maps来了解某个进程的虚拟地址空间。首先尝试了解（显示该命令的地址空间）和（显示您的 shell 的地址空间）的输出。还可以尝试查看您的网络浏览器的伪文件（例如或等...）；我里面有一千多行（所以处理段）。cat /proc/self/mapscatcat /proc/$$/mapsmapscat /proc/$(pidof firefox)/mapscat /proc/$(pidof iceweasel)/maps

使用strace(1)了解给定命令或进程完成的系统调用。

利用 Linux 上大多数（可能是所有）C 标准库实现都是免费软件的优势，因此您可以研究它们的源代码。musl-libc的源代码非常容易阅读。

还可以阅读ELF、ASLR、动态链接和ld-linux(8)以及Advanced Linux Programming一书，然后是syscalls(2)