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！
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：
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
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。
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。
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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：
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
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：
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，请继续关注亿速云网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！
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