是否malloc每次调用都会进入内核？

mordorwww

malloc在glibc中，后者现在 都是共享库了吧

那么进入mallic后, malloc要为每个进程管理内存, 必须访问每个进程的内存管理状态数据， malloc如何知道是哪个进程在调用它呢？是不是要进内核获取当前进程 pid?

l4rmbr

回复 1# mordorwww


不会。malloc是属于C库层次的函数，是对系统调用的封装。它是实现在glibc中的一个库函数。

Glibc有自己的堆管理算法。它会一次性向OS"批发"比较大量的内存，然后以自己的堆管理算法来维护这部分内存，
以响应用户通过malloc等接口进行分配，但库存不足时，会再向OS“补仓”。
感兴趣者可以自行搜索相关信息。

Glibc的“批发”和”补仓“其实就是通过mmap, brk等系统调用， 在进程地址空间生成一个anonymous private映射，
在必要时通过brk调用进行扩容或减容。  

Glibc是共享库没错。但“共享”的意思是只有一份拷贝在内存中，但每个使用它的进程都会把其映射到自己的进程空间。
因此对于malloc的使用其实是per-process的。

openspace

记得当前实习面试的时候被问到这个问题，当时想应该是用户态自己做了内存管理算法

楼上讲的很清楚

学习

humjb_1983

完全同意2楼

mordorwww

举例，每个进程的堆的边界在哪里，malloc如何知道

Tinnal

回复 5# mordorwww

通过sbrk(0)可以得到当前的堆顶。
整个程序刚才始运行时sbrk(0)得到的就是堆底。
运行过程中当可以通过sbrk(相对增加值）或brk(绝对地址）去扩展堆。
参见：http://linux.die.net/man/2/brk

堆由glibc的malloc方案去管理。
malloc的原理可以到百度文库搜索，有很多现成的分析。下面就是其中一编：
http://wenku.baidu.com/view/c7aebc05bed5b9f3f90f1cbc.html


   

mordorwww

所以我问你malloc查询进程堆边界调用sbrk要不要进内核

Tinnal

回复 7# mordorwww

这个分析很简单：
1. 实践派：写个程序，strace一下就行。调了什么系统调用，返回值得是多少，一清二楚。
2. 理论分析派：man 一下sbrk手册，写得很清楚，在Linux下，brk和sbrk库调用，都是使用brk系统调用的。


在linux系统调用中。如果传0，就代表返回当前堆顶（第一次调用时和堆底同值，可以由strace结果进行验证）。

以下的代码摘自2.6.34.10内核mm/mmap.c文件。

1. 
   
2. SYSCALL_DEFINE1(brk, unsigned long, brk)
   
3. {
   
4.         //<...>
   
5.         unsigned long min_brk;
   
6.         //<...>
   
7. #ifdef CONFIG_COMPAT_BRK
   
8.         min_brk = mm->end_code;
   
9. #else
   
10.         min_brk = mm->start_brk;
    
11. #endif
    
12.         if (brk < min_brk)
    
13.                 goto out;
    
14. 
    
15.         //<...>
    
16. out:
    
17.         retval = mm->brk;  //<--- 这就是内核管理的进程的栈顶！
    
18.         //<...>
    
19.         return retval;
    
20. }

复制代码

daniel_11

貌似楼主的问题是会不会每次产生系统调用？

Tinnal

不会，glibc 查询后，会存到进程空间的管理变量中。以后除非堆不够用，不然不会再次调用brk去扩堆。


malloc如何知道是哪个进程在调用它呢？是不是要进内核获取当前进程 pid?

malloc不需要知道他的PID是多少，是那个进程序调用它的？因为so的数据段是不同享的，每一个用到这个so的程序，都会在自身的程序空间存在一份独立的拷贝（虚拟进址和物理地址都不一样）。malloc只需要访问他的变量好的。
进程1放访问到的是进程1的变量2， 进程2放问到的是进程2的变量1， 不需要malloc去区分他是谁。