Ref：linux环境内存分配原理

实现方式

  1. 当开辟的空间小于 128K 时，调用 brk()函数，malloc 的底层实现是系统调用函数 brk()，其主要移动指针 _enddata（此时的 _enddata 指的是 Linux 地址空间中堆段的末尾地址，不是数据段的末尾地址）
  2. 当开辟的空间大于 128K 时，mmap()系统调用函数来在虚拟地址空间中（堆和栈中间，称为“文件映射区域”的地方）找一块空间来开辟。

两种方式都是分配虚拟内存，没有分配物理内存。只有在第一次访问已分配的虚拟空间时，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，并建立虚拟内存与物理内存的映射。

小于128K

大于128K

free空间

  • 使用brk()分配的内存空间，只有在高地址内存释放以后才能释放。如图（7），B释放以后，由于_edata指针之前还有D存在，因此B无法被释放，其物理内存和虚拟内存均无法被释放，但可以被重用（新请求40K，便可以分配该内存块）
  • 使用mmap()分配的内存空间，可以使用munmap()释放，且可以被单独释放
  • 当最高地址空间的空闲内存超过128K（可由M_TRIM_THRESHOLD选项调节）时，执行内存紧缩操作（trim）

缺页中断

发生缺页中断时，进程进入内核态，执行以下操作：

  1. 检查要访问的虚拟地址是否合法
  2. 查找/分配一个物理页
  3. 填充物理页内容（读取磁盘、置0或不操作）
  4. 建立映射关系（虚拟地址到物理地址的映射）
  5. 重复执行发生缺页中断的指令