Пример минимального запуска
Что делает системный вызов brk ()?
Просит ядро разрешить вам читать и писать внепрерывный кусок памяти, называемый кучей.
Если вы не спросите, это может вызвать ошибку.
Без brk:
#define _GNU_SOURCE
#include <unistd.h>
int main(void) {
/* Get the first address beyond the end of the heap. */
void *b = sbrk(0);
int *p = (int *)b;
/* May segfault because it is outside of the heap. */
*p = 1;
return 0;
}
С brk:
#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
int main(void) {
void *b = sbrk(0);
int *p = (int *)b;
/* Move it 2 ints forward */
brk(p + 2);
/* Use the ints. */
*p = 1;
*(p + 1) = 2;
assert(*p == 1);
assert(*(p + 1) == 2);
/* Deallocate back. */
brk(b);
return 0;
}
Вышеприведенное может не попадать на новую страницу и не вызывать segfault даже без brk, поэтому вот более агрессивная версия, которая выделяет 16MiB и весьма вероятно, что segfault без brk:
#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
int main(void) {
void *b;
char *p, *end;
b = sbrk(0);
p = (char *)b;
end = p + 0x1000000;
brk(end);
while (p < end) {
*(p++) = 1;
}
brk(b);
return 0;
}
Протестировано в Ubuntu 18.04.
Визуализация виртуального адресного пространства
До brk:
+------+ <-- Heap Start == Heap End
После brk(p + 2):
+------+ <-- Heap Start + 2 * sizof(int) == Heap End
| |
| You can now write your ints
| in this memory area.
| |
+------+ <-- Heap Start
После brk(b):
+------+ <-- Heap Start == Heap End
Чтобы лучше понять адресные пространства, вы должны ознакомиться с подкачкой: Как работает подкачка x86работа? .
Зачем нам нужны brk и sbrk?
brk, конечно, может быть реализовано с помощью sbrk +смещение сРасчеты, оба существуют просто для удобства.
В бэкэнде ядро Linux v5.0 имеет один системный вызов brk, который используется для реализации обоих: https://github.com/torvalds/linux/blob/v5.0/arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.tbl#L23
12 common brk __x64_sys_brk
Является ли brk POSIX?
brk раньше POSIX, но он был удален в POSIX 2001, поэтому для доступа к оболочке glibc _GNU_SOURCE.
Удаление, вероятно, связано с введением mmap, который является надмножеством, позволяющим распределять несколько диапазонов и иметь больше возможностей выделения.
Я думаю, что нет действительного случая, когда вам следует использоватьbrk вместо malloc или mmap в настоящее время.
brk против malloc
brk - одна старая возможность реализации malloc.
mmap - это новый, более мощный механизм, который, вероятно, все системы POSIX в настоящее время используют для реализации malloc.
Могу ли я смешать brk и malloc?
Если ваш malloc реализован с brk, я понятия не имею, как это может не сработатьвсе дело в том, что brk управляет только одним диапазоном памяти.
Однако я не смог найти ничего об этом в документации glibc, например:
Скорее всего, там все будет работать, я полагаю, поскольку mmap, вероятно, используется для malloc.
См. Также:
Подробнее
Внутренне ядро решает, может ли процесс иметь столько памяти, и выделяет страниц памяти для этого использования.
Это объясняет, как стек сравнивается скуча: Какова функция инструкций push / pop, используемых для регистров в сборке x86?