brk()

_nosay

• 内存管理的本质
  

    对于社会来讲，“管理”是人类发展到一定阶段才产生的。拿时下最疯狂的一件事“买房”来举例，当我抵上未来20年的青春买到一套房子后，并不是将房子从地上挖起来送到我面前，而只是在合法部门将房子的所属权跟我的**号关联起来，我就有权住进这个房子了。腿长在我自己身上，按道理我想进谁的房子就进谁的房子呀，但除非是在原始社会，在有了“管理”的当今社会，乱跑就会被抓起来！原始社会只生活着一个或少量猿猴（需<<求），随便找个洞穴就是房子，一文不值，猿猴不会因为房子而发生冲突，所以才不需要管理。
    对计算机来讲，从加电到启动完成，也经历了“原始社会”到“当今社会”的过程，即“实模式→保护模式”，实模式时只有一个进程，一个巴掌拍不响，所以不担心干扰，只管为进入保护模式作好准备，并切换到保护模式。一旦进入保护模式，实际上就是启动一些防止相互干扰的“管理”，其中内存管理就是其中之一，从而多个进程才能和谐共处。
    内核要保证各个进程对物理内存（系统范围唯一）的使用不发生干扰，也要保证每个进程中不同的程序片段对虚拟内存（进程范围唯一）的使用不发生干扰：
    ① 每个进程有自己独立的映射关系表，内核的视野能看见系统所有进程，自然也能保证各个进程对物理页面的使用不冲突。
    ② 程序中的全局变量、static变量、函数名等，由编译器安排不冲突的虚拟地址，动态分配/释放时，对虚拟页面的使用都建立记录信息，所以也不会发生冲突。

    所以内存管理的本质就是为防止干扰、效率、换入换出等建立记录信息，并利用这些信息达到相应的目的。
    以下就是分配内存时，建立管理信息的大致示意图：
   

• brk()
  

    从上图也可以看出Linux对虚拟空间的使用安排，brk()就是操作动态分配区间的虚拟地址（分配/释放）。glibc库中的malloc()函数，就是用brk()系统调用分配/释放虚拟页面。
    注意：
    char *p = malloc();  // 不能free(p+1)
    brk()得到的一个虚拟地址区间（图中灰色区域，用vm_area_struct结构表示），可以释放当中一部分，而裂为两个区域

    OK，了解这些道理，就可以看代码了。