Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

这篇文章主要介绍“Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用”,在日常操作中,相信很多人在Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

红山网站制作公司哪家好,找创新互联建站!从网页设计、网站建设、微信开发、APP开发、成都响应式网站建设公司等网站项目制作,到程序开发,运营维护。创新互联建站从2013年成立到现在10年的时间,我们拥有了丰富的建站经验和运维经验,来保证我们的工作的顺利进行。专注于网站建设就选创新互联建站

malloc

在linux标准libc库种,malloc函数的实现会根据分配内存的size来决定使用哪个分配函数,当size小于等于128KB时,调用brk分配;当size大于128KB时,调用mmap分配内存。size可由M_MMAP_THRESHOLD选项调节。如下图:

Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

  • sys_brk分配过过程主要是调整brk位置

  • sys_mmap分配过程中主要是在堆和栈中间(memory mapping segment)找一段空闲的虚拟内存

Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

 

brk

堆内存是由低地址向高地址方向增长。分配内存时,将heap段的最高地址指针mm->brk往高地址扩展。释放内存时,把mm->brk向低地址收缩。

Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

完成这段申请后,只是开辟了一段区域,通常还不会立马分配物理内存,物理内存的分配会发生在访问时出现缺页异常后再处理,这个后续文章咱们再进一步分析。

SYSCALL_DEFINE1(brk, unsigned long, brk)
{
......
 //都需要页对齐,方便映射,mm->brk可以理解为end_brk,即当前进程堆的末尾
 newbrk = PAGE_ALIGN(brk);
 oldbrk = PAGE_ALIGN(mm->brk);
 if (oldbrk == newbrk)
  goto set_brk;

 /* Always allow shrinking brk. */
 if (brk <= mm->brk) {
  //对heap收缩,调用free就会满足这个条件,减少堆,执行unmap
  if (!do_munmap(mm, newbrk, oldbrk-newbrk, &uf))
   goto set_brk;
  goto out;
 }

 /* Check against existing mmap mappings. */
 next = find_vma(mm, oldbrk);
 if (next && newbrk + PAGE_SIZE > vm_start_gap(next))
  goto out;

 /* Ok, looks good - let it rip. */
 //对heap扩展,是brk函数的核心,里面创建一个vma,然后instert全局链表中
 if (do_brk_flags(oldbrk, newbrk-oldbrk, 0, &uf) < 0)
  goto out;

set_brk: //设置这次请求的brk到进程描述符mm->brk中
 mm->brk = brk;
 populate = newbrk > oldbrk && (mm->def_flags & VM_LOCKED) != 0;
 up_write(&mm->mmap_sem);
 userfaultfd_unmap_complete(mm, &uf);
 if (populate)
  mm_populate(oldbrk, newbrk - oldbrk);
 return brk;

out:
 retval = mm->brk;
  //释放信号量
 up_write(&mm->mmap_sem);
 return retval;
}

 

大概流程整理如下:

Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

 

mmap

  • 私有匿名映射:通常用于内存分配,堆,栈

  • 共享匿名映射:通常用于进程间共享内存,在内存文件系统中创建/dev/zero设备

  • 私有文件映射:通常用于加载动态库,代码段,数据段

  • 共享文件映射:通常用于文件读写和进程间通信

Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

如果想进一步了解释,请参考文章《告别“一页障目”》。

unsigned long do_mmap(struct file *file, unsigned long addr,
   unsigned long len, unsigned long prot,
   unsigned long flags, vm_flags_t vm_flags,
   unsigned long pgoff, unsigned long *populate,
   struct list_head *uf)
{
 ......
 //获取未映射区域
 addr = get_unmapped_area(file, addr, len, pgoff, flags);
 if (offset_in_page(addr))
  return addr;

 addr = mmap_region(file, addr, len, vm_flags, pgoff, uf);
 ......
 return addr;
}
 

整理流程如下:

Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用  
Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用

到此,关于“Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注创新互联网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!


网站题目:Linux进程的内存管理malloc和mmap怎么使用
文章来源:http://scyanting.com/article/jiogio.html