【发布时间】：2013-10-18 17:56:04
【问题描述】：
每当您研究进程的内存分配时，您通常会看到它的概述如下：
到目前为止一切顺利。
但是你有 sbrk() 系统调用，它允许程序更改其数据部分的上限，它也可以用于简单地检查限制在哪里 sbrk( 0)。使用该功能，我发现了以下模式：
模式 1 - 小型 malloc
我在我的 Linux 机器上运行以下程序：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int globalVar;
int main(){
int localVar;
int *ptr;
printf("localVar address (i.e., stack) = %p\n",&localVar);
printf("globalVar address (i.e., data section) = %p\n",&globalVar);
printf("Limit of data section = %p\n",sbrk(0));
ptr = malloc(sizeof(int)*1000);
printf("ptr address (should be on stack)= %p\n",&ptr);
printf("ptr points to: %p\n",ptr);
printf("Limit of data section after malloc= %p\n",sbrk(0));
return 0;
}
输出如下：
localVar address (i.e., stack) = 0xbfe34058
globalVar address (i.e., data section) = 0x804a024
Limit of data section = 0x91d9000
ptr address (should be on stack)= 0xbfe3405c
ptr points to: 0x91d9008
Limit of data section after malloc= 0x91fa000
正如您所见，分配的内存区域正好在旧数据段限制之上，并且在 malloc 之后该限制被向上推，因此分配的区域实际上位于新数据段内。
问题 1：这是否意味着小型 malloc 会在数据段分配内存而根本不使用堆？
模式 2 - 大 Malloc
如果在第 15 行增加请求的内存大小：
ptr = malloc(sizeof(int)*100000);
您现在将得到以下输出：
localVar address (i.e., stack) = 0xbf93ba68
globalVar address (i.e., data section) = 0x804a024
Limit of data section = 0x8b16000
ptr address (should be on stack)= 0xbf93ba6c
ptr points to: 0xb750b008
Limit of data section after malloc= 0x8b16000
正如您在此处看到的，数据段的限制没有改变，而是分配的内存区域位于间隙段的中间，在数据段和堆栈之间。
问题 2：这是否是实际使用堆的大型 malloc？
问题 3：对此行为有何解释？我发现它有点不安全，因为在第一个示例（小 malloc）中，即使在您释放分配的内存之后，您仍然可以使用指针并使用该内存而不会出现段错误，因为它将在您的数据中部分，这可能会导致难以检测到错误。
规格更新：Ubuntu 12.04，32 位，gcc 版本 4.6.3，Linux 内核 3.2.0-54-generic-pae。
更新 2：罗德里戈的回答解决了这个谜团。 This Wikipedia link 也有帮助。
【问题讨论】：
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所有这些“如果 Y 发生，X 会发生”问题都是理论上的，实际上无法回答，而无需提及具体的实现。什么Linux？哪个编译器？哪个标准库实现？什么 CPU？
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@H2CO3，你是说你确定上述行为是依赖于实现的，而不是 Linux 内核的标准吗？因为如果这是 Linux 内核的标准，那么规格就不重要了，对吧？无论哪种方式，为了完整起见，我都将它们包括在内。
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@H2CO3 我同意。尽管如此，我还是觉得这种行为很奇怪（不是吗？），所以让我们看看是否有人对此有更多线索。
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我的理解是
malloc对用户空间中的堆进行内存管理——根据需要从操作系统释放或请求大块内存（即试图减少昂贵的上下文切换）。我还认为 malloc 确实请求了可用于该操作系统/硬件的内存块。 -
请记住，许多堆管理器会将非常大的分配（通常超过 16M 左右）放置在与其他“段”不同的“段”中，地址中的高位组明显不同.堆栈和堆位于不同的段中并不少见。上图非常简单明了（并且是一个很好的概念视图），但通常不能反映现实。
标签： c pointers memory-management malloc heap-memory