C/C++ - 当我为单个 int 分配空间时，为什么堆这么大？

Question

我目前正在使用 gdb 来查看低级代码的效果。现在我正在做以下事情：

int* pointer = (int*)calloc(1, sizeof(int));

然而，当我在 gdb 中使用 info proc mappings 检查内存时，在我认为是 .text 部分之后看到以下内容（因为 Objfile 显示了我正在调试的二进制文件的名称）：

...
Start Addr    End Addr    Size     Offset    Objfile
0x602000      0x623000    0x21000  0x0       [heap]

我所做的只是为单个 int 分配空间，为什么堆这么大？

最奇怪的是，即使我在做calloc(1000, sizeof(int))，堆的大小仍然保持不变。

PS：我在 x86_64 机器上运行 Ubuntu 14.04。我正在使用 g++ 编译源代码（是的，我知道我不应该在 C++ 中使用 calloc，这只是一个测试）。

Answer 1

我所做的只是为单个 int 分配空间，为什么堆这么大？

我在 Linux 上做了一个简单的测试。当有人调用calloc glibc 时调用 sbrk() 从操作系统获取内存：

(gdb) bt
#0  0x0000003a1d8e0a0a in brk () from /lib64/libc.so.6
#1  0x0000003a1d8e0ad7 in sbrk () from /lib64/libc.so.6
#2  0x0000003a1d87da49 in __default_morecore () from /lib64/libc.so.6
#3  0x0000003a1d87a0aa in _int_malloc () from /lib64/libc.so.6
#4  0x0000003a1d87a991 in malloc () from /lib64/libc.so.6
#5  0x0000003a1d87a89a in calloc () from /lib64/libc.so.6
#6  0x000000000040053a in main () at main.c:6

但glibc 不会要求操作系统准确获取您要求的 4 个字节。 glibc 计算自己的大小。在 glibc 中是这样完成的：

  /* Request enough space for nb + pad + overhead */
  size = nb + mp_.top_pad + MINSIZE;

mp_.top_pad 默认为 128*1024 字节，因此当您要求 4 字节时，系统分配 0x21000 字节的主要原因。

您可以通过调用mallopt 调整mp_.top_pad。这是来自 mallopt 的文档：

M_TOP_PAD

This parameter defines the amount of padding to employ when
calling sbrk(2) to modify the program break.  (The measurement
unit for this parameter is bytes.)  This parameter has an
effect in the following circumstances:

*  When the program break is increased, then M_TOP_PAD bytes
 are added to the sbrk(2) request.

In either case, the amount of padding is always rounded to a
system page boundary.

所以我改变了你的程序并添加了 mallopt：

#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
int main()
{
  mallopt(M_TOP_PAD, 1);
  int* pointer = (int*)calloc(1, sizeof(int));
  return 0;
}

我设置了 1 个字节的填充，根据文档，它必须是 be always rounded to a system page boundary。

这就是 gdb 告诉我的程序：

      Start Addr           End Addr       Size     Offset objfile
        0x601000           0x602000     0x1000        0x0 [heap]

所以现在堆是 4096 字节。正是我页面的大小：

(gdb) !getconf PAGE_SIZE
4096

有用的链接：

• http://man7.org/linux/man-pages/man3/mallopt.3.html

Answer 2

既然你提到了，C/C++，最好使用下面的构造：

int* pointer = new int(1);