malloc在哪里返回內存？

Question

我正在學習C語言中的malloc函數。我知道如何使用

p = malloc(number_of_bytes);

並在以后不使用時將其釋放

free(p);

但是我想了解的理論要比這還多：我知道使用虛擬內存有三種可能性：

1. 虛擬地址不能分配任何物理存儲（在頁面文件或物理內存中）

2. 虛擬地址可以在頁面文件上具有物理存儲

3. 虛擬地址可以在物理內存上具有物理存儲

所以，我的問題是：

malloc返回的內存在哪里（我的意思是，它在頁面文件上還是在物理內存上（可能是堆？））？

Answer 1

是在頁面文件上還是在物理內存上？

在具有虛擬內存管理功能的操作系統上， malloc不知道其分配的虛擬內存如何映射到物理內存，而這完全是設計使然。 malloc在比虛擬內存管理器更高的級別上運行。 在操作系統提供的地址空間中malloc所有內存是相同的。

某些頁面可能以物理映射開始，然后稍后才換成文件，然后根據需要重新換回內存。 但是，操作系統對您的程序透明地完成所有這些操作，因此malloc不知道物理內存。

Answer 2

它是特定於實現的。 在具有GNU libc或musl-libc的 Linux上， malloc通常調用mmap（2） 系統調用以從內核獲取更多虛擬內存。 free通常將內存區域標記為可被將來對malloc調用重用，但偶爾（對於大內存區域）使用munmap釋放內存

使用strace並研究相關的源代碼...（通常， malloc是在Linux上的一些免費軟件標准C庫中實現的）。 我相信musl-libc具有malloc可讀性很好的實現

閱讀有關進程 ， 虛擬地址空間 ， 虛擬內存和高級Linux編程的更多信息 。

另請參見proc（5）並考慮cat /proc/$$/maps和cat /proc/self/maps

專門在Linux上，也請閱讀有關Linux內存過量使用的信息 。 這是我不喜歡且正在禁用的功能...

注意ASLR 。 您可以禁用它（例如，在GDB下具有可重現的觀察點）。

要調試與malloc相關的問題（尤其是內存泄漏 ），請使用valgrind （以及最近的GCC編譯器的-fsanitize= debugging選項 ）。

Answer 3

通常，如果有，它將分配在虛擬內存中。 因此，我們假設它有一個，並且存儲硬件由硬盤和RAM組成。 如果物理內存（RAM）中沒有可用空間，它將在硬盤內的頁面文件中分配。

堆是對象的內存，並且分配相同。 只是為了澄清有關堆的概念，想象一個沒有操作系統，沒有虛擬內存的嵌入式應用程序，如果它是一個對象，它將分配在物理內存（RAM）的堆區域中，如果不是，它將分配在堆區域之外，但仍在物理內存（RAM）中。