malloc底层实现及原理

进程内存分配主要通过brk和mmap两种系统调用,malloc小于128K时使用brk,导致可能的内存碎片。大于128K则用mmap,允许单独释放,减少碎片。free释放的内存并不会立即归还操作系统,而是成为空闲内存,等待trim或重用。缺页中断时,操作系统分配物理内存并建立映射。

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内存分配的原理

从操作系统角度看,进程分配内存有两种方式,分别由两个系统调用完成:brk 和 mmap (不考虑共享内存)

程序需要内存时,malloc() 首先遍历空闲区域,看是否有大小合适的内存块,如果有,就分配,如果没有,就向操作系统申请(发生系统调用)。为了保证分配给程序的内存的连续性,malloc() 只会在一个空闲区域中分配,而不能将多个空闲区域联合起来。

1)(malloc小于128K的内存)

brk 是将数据段(.data)的最高地址指针 _edata 往高地址推

1,进程启动的时候,其(虚拟)内存空间的初始布局如图1所示

2,进程调用A=malloc(30K)以后,内存空间如图2:

malloc函数会调用brk系统调用,将_edata指针往高地址推30K,就完成虚拟内存分配

事实是:_edata+30K只是完成虚拟地址的分配,A这块内存现在还是没有物理页与之对应的,等到进程第一次读写A这块内存的时候,发生缺页中断,这个时候ÿ

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