在malloc期间内核中发生了什么？

我在一次采访中被问到这个问题。他们想知道的是，当用户调用malloc（4）来分配4字节的内存时，操作系统（Linux）如何响应？哪个子系统响应此系统调用

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我告诉他malloc（）将由内存管理子系统提供服务。malloc（）实现将遍历空闲内存（物理内存）列表，我们称之为空闲列表，并找到一个大于或等于4字节的适当块。一旦找到这样的块，它将从空闲列表中删除并添加到已使用列表中。然后，该物理内存将映射到进程堆vma结构。他似乎对这个答案不太满意。伙伴制如何适应这个问题？任何帮助都将不胜感激。

当用户空间应用程序调用

malloc（）

时，该调用不会在内核中实现。相反，它是一个库调用（实现了glibc或类似功能）

简而言之，glibc中的

malloc

实现要么从

brk（）

/

sbrk（）

系统调用获取内存，要么通过

mmap（）

获取匿名内存。这为glibc提供了一个大的连续（关于虚拟内存地址）内存块，

malloc

实现将其进一步切分为更小的块并分发给应用程序

这是一个小型的

malloc

实现，它将为您提供想法，以及许多很多链接

请注意，还没有任何东西关心物理内存——当进程数据段通过

brk（）

/

sbrk（）

或

mmap（）

更改时，以及当内存被引用时（通过对内存的读或写），内核虚拟内存系统会处理物理内存

总结如下：

malloc（）

否则，

malloc（）

将尝试扩展过程数据段（通过

sbrk（）

/

brk（）

或在某些情况下

mmap（）

）<代码>sbrk（）最终出现在内核中

内核中的

brk（）。首先，将没有物理内存映射到扩展数据段提供的附加虚拟地址

当第一次接触到未映射的内存时（可能是malloc实现的读/写操作），故障处理程序将启动并向下捕获到内核，内核将把物理内存分配给未映射的内存

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您的答案中有一个错误-

malloc

不直接处理物理内存。它涉及——尽管我不确定它是否适用于所有的架构

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当您的程序尝试分配内存时，如果空闲列表中的块大小不等于或大于请求的大小，则会分配整个新页。页面大小取决于体系结构（x86上为4096字节）。页面分配只有内核才能执行，因此

malloc

调用可能会导致系统调用。然后，新地址被添加到自由列表中，

malloc

根据其实现操作自由列表（例如检查glibc）。

他当时非常生气。malloc（）是在用户模式下实现的。@Chris：主要是。malloc可能会给sbrk打电话。@Chris:不一定。这里给出的答案意味着

malloc（）

从物理内存进行分配，这是错误的；我认为，在谈论unix时，将“操作系统”理解为“内核、引导加载程序、libc和基本用户模式程序，如init、getty、login和friends”是公平的。根据面试官的措辞，谈论分配器在用户模式下的工作可能是一个公平的答案。我猜他对你混合使用用户调用malloc和内核函数malloc不满意。您所描述的应该是内核malloc的功能。您能详细说明第4点是如何发生的吗？我只想知道物理内存最终是如何分配的，以及内核代码的哪一部分会这样做？谢谢你。@ArjunBora不，这是一个相当大的话题。请另问一个问题。