malloc / free是libc提供的syscall还是库例程？

Question

如果malloc / free是作为libc中的库例程实现的，那么它是在sbrk syscall还是mmap syscall或其他东西之上实现的呢？通常，sys / syscall.h中声明的函数是否包含目标计算机中的所有系统调用？

Answer 1

malloc和free是标准C库函数，其是由每个C实现来实现。

C标准仅定义了这些函数的行为方式以及预期的行为。在每种实现方式中如何实现它们。

简而言之，它们是您使用的实现的实现细节。

（“实现”由编译器，链接器，运行时库以及其他一些东西组成。）

Answer 2

很多时候，malloc并且free正在使用较低级别的虚拟内存分配服务，并使用诸如mmap和munmap（甚至可能是sbrk）之类的系统调用一次分配多个页面（甚至兆字节）。相关时，通常倾向于重用以前的 d存储空间。大多数实现对“大”和“小”分配使用各种不同的策略，等等。malloc freemalloc

注意，可以限制虚拟地址空间，例如使用setrlimit（2）。在Linux pmap（1）和proc（5）上使用，以了解有关某个进程的虚拟地址空间的更多信息（例如，/proc/self/maps对于您自己的进程，或者/proc/1234/maps-对于pmap 1234命令-对于pid 1234的进程）。

您可以查看GNU libc源代码，其他C标准库的源代码（例如musl-libc），了解malloc实现，选择其他实现或自己实现，或者使用strace进行实验性查找。

阅读syscalls手册页（即syscalls（2））和<asm/unistd.h>有关系统调用列表的文件。

很快 malloc

（我相信这可能是最快的实现malloc；但是它不是很有用；它符合标准）

我坚信C标准对于malloc和非常模糊free。我很确定以下功能会遵守该标准的文字（但不是精神）：

 /* politically incorrect, but very probably standard conforming */

 void *malloc (size_t sz) { if (sz>0) errno = ENOMEM; return NULL; }

 void free(void*ptr) { }

当然，您将进行编码calloc并realloc据此进行编码。

（顺便说一句，每个使用的代码malloc都应该测试其失败，但是某些错误地测试错误；malloc可以返回NULL失败，人们应该针对这种情况进行测试）

GNU libc为您提供了自己的函数的钩子malloc（您甚至可以透明地通过它们使用Boehm的垃圾收集器）。这些挂钩可能会被弃用并且是非标准的。

如果使用GNU libc，则还要查看mallinfo（3）和malloc_stat（3）以及相关功能。

Answer 3

您也可以使用备用实施malloc和free如果您使用的是不同的内存分配器。例如，the 积内存分配器有时用于提高多线程应用程序的性能。