關(guān)于sbrk/brk函數(shù)的使用
時間：2018-09-20 來源：未知
大家都知道m(xù)alloc是c中常用的內(nèi)存操作函數(shù)，malloc動態(tài)的申請一塊指定大小的內(nèi)存，方便存放數(shù)據(jù)。而brk/sbrk則是實現(xiàn)malloc的底層函數(shù)，其中brk是系統(tǒng)調(diào)用。brk和sbrk主要的工作是實現(xiàn)虛擬內(nèi)存到內(nèi)存的映射。很多人對這兩個函數(shù)不是很熟悉，本文主要介紹這兩個函數(shù)的用法。
首先介紹一下內(nèi)存分配的過程。每個進程可訪問的虛擬內(nèi)存空間為3G，但在程序編譯時，不可能也沒必要為程序分配這么大的空間，只分配并不大的數(shù)據(jù)段空間，程序中動態(tài)分配的空間就是從這一塊分配的。如果這塊空間不夠，malloc函數(shù)族（realloc，calloc等）就調(diào)用sbrk函數(shù)將數(shù)據(jù)段的下界移動，sbrk函數(shù)在內(nèi)核的管理下將虛擬地址空間映射到內(nèi)存，供malloc函數(shù)使用。
sbrk不是系統(tǒng)調(diào)用，是C庫函數(shù)。系統(tǒng)調(diào)用通常提供一種小功能，而庫函數(shù)通常提供比較復雜的功能。sbrk/brk是從堆中分配空間，本質(zhì)是移動一個位置，向后移就是分配空間，向前移就是釋放空間，sbrk用相對的整數(shù)值確定位置，如果這個整數(shù)是正數(shù)，會從當前位置向后移若干字節(jié)，如果為負數(shù)就向前若干字節(jié)。在任何情況下，返回值永遠是移動之前的位置。
代碼演示如下：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
void *p, *old;
int r;
old = p = sbrk(0);
if (p == (void *)-1) {
printf("sbrk error\n");
return -1;
}
printf("cur pos:%p\n", p);
p = sbrk(1);
printf("%p\n", p);
p = sbrk(1);
printf("%p\n", p);
r = brk(old);
if (r == -1) {
printf("sbrk error\n");
return -1;
}
printf("original pos :%p\n", sbrk(0));
return 0;
}
程序執(zhí)行結(jié)果如下：
cur pos:0x947c000
0x947c000
0x947c001
original pos :0x947c000
從程序的執(zhí)行結(jié)果，可以看出，sbrk移動內(nèi)存的單位是字節(jié)，且返回移動之前的值。
下面例子是利用brk和sbrk函數(shù)實現(xiàn)了打印1~100之間所有素數(shù)的功能，代碼如下：
#include
#include
#include
int judge(int num) {
int i;
for (i = 2; i < num; i++) {
if (num % i == 0) {
return 0;
}
}
return 1;
}
int main() {
int *p;
void *old;
int i;
old = sbrk(0);
if(old == (void *)-1) {
printf("sbrk error\n");
return -1;
}
p = (int *)old;
for (i = 1; i <= 100; i++) {
if (judge(i) == 1) {
p = sbrk(sizeof(int));
if (p == (int *)-1) {
printf("sbrk error\n");
return -1;
}
*p = i;
}
}
p = (int *)old;
while (p != sbrk(0)) {
printf("%d ", *p);
p++;
}
if (brk(old) == -1) {
printf("brk error\n");
return -1;
}
puts("");
return 0;
}
程序執(zhí)行結(jié)果如下：
1 2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97
