malloc / free是libc提供的系统调用还是库例程？

Question

如果在libc中将malloc / free实现为库例程，那么它是在 sbrk 系统调用还是 mmap 系统调用或其他内容上实现的？< / p>

一般情况下， sys / syscall.h 中声明的函数是否包含目标机器中的所有系统调用？

Answer 1

malloc和free经常使用较低级别的虚拟内存分配服务，并使用system calls mmap一次分配多个页面（甚至兆字节）和munmap（也许sbrk）。通常malloc更喜欢在相关时重用以前的 free内存空间。大多数malloc实现使用各种不同的策略进行“大”和“小”分配等等......

请注意，virtual address space可能会受到限制，例如与setrlimit(2)。在Linux pmap(1)和proc(5)上使用以了解有关某个流程的虚拟地址空间的更多信息（例如/proc/self/maps为您自己的流程或/proc/1234/maps - 还有pmap 1234命令 - 用于进行pid 1234）。

您可以查看您的GNU libc源代码，查看其他C标准库的源代码（例如musl-libc），阅读malloc implementations，选择一些{{3}或者实现你自己的，或者使用other ones来实验。

阅读strace（即syscalls man page）和文件<asm/unistd.h>以获取系统调用列表。

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非常快malloc

^{（我相信这可能是malloc最快的实现;但它不是很有用;它符合标准）}

我坚信C标准对malloc和free非常模糊。我很确定以下功能是尊重标准的字母（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，您会相应地对calloc和realloc进行编码。

^{（BTW每个使用malloc的代码都应该测试它的失败，但有些 - 不正确 - 不会; malloc可以在失败时返回NULL，人们应该测试那个案例）}

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GNU libc为您自己的malloc函数提供syscalls(2)（您甚至可以透明地使用hooks）。这些钩子可能会被弃用并且是非标准的。

如果使用GNU libc，请同时查看Boehm's Garbage Collector和mallinfo(3)及相关函数。

Answer 2

malloc和free是标准C库函数，由每个C实现实现。

C标准仅定义了这些函数的行为方式以及它们所期望的行为。如何在每个实现中实现它们。

简而言之，它们是您使用的实现的实现细节。

（“实现”包括编译器，链接器，运行时库以及其他一些东西。）

Answer 3

如果使用不同的内存分配器，也可以对malloc和free使用备用实现。例如，hoard memory allocator有时用于提高多线程应用程序的性能。