brk和sbrk工作原理

sbrk/brk：brk和sbrk主要的工作是实现虚拟内存到内存的映射.在GNUC中,内存分配是这样的:
每个进程可访问的虚拟内存空间为3G，但在程序编译时，不可能也没必要为程序分配这么大的空间，只分配并不大的数据段空间，程序中动态分配的空间就是从这一块分配的。如果这块空间不够，malloc函数族（realloc，calloc等）就调用sbrk函数将数据段的下界移动，sbrk函数在内核的管理下将虚拟地址空间映射到内存，供malloc函数使用。（参见linux内核情景分析）

sbrk不是系统调用，是C库函数。系统调用通常提供一种最小功能，而库函数通常提供比较复杂的功能。sbrk/brk是从堆中分配空间，本质是移动一个位置，向后移就是分配空间，向前移就是释放空间，sbrk用相对的整数值确定位置，如果这个整数是正数，会从当前位置向后移若干字节，如果为负数就向前若干字节。在任何情况下，返回值永远是移动之前的位置

在LINUX中sbrk(0)能返回比较精确的虚拟内存使用情况，比如squid用它来计算内存的使用！在SOLARIS/HP中sbrk(0)返回以页为单位的虚拟内存使用情况。使用sbrk(0)来返回程式当前使用了多少内存。

 main(){
 intstart,end;
 start=sbrk(0);
 ....
 malloc(***);
 ....
 end=sbrk(0);
 printf("helloIused%dvmemory",end-start);
 }

brk用绝对的地址指定移到哪个位置。

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 intmain()
 {
 void*p=sbrk(0);
 int*p1=p;
 brk(p1+4);//分配了16个字节的空间
 p1[0]=10;
 p1[1]=20;
 p1[2]=30;
 p1[3]=40;
 p1[4]=50;
 int*p2=sbrk(4);
 printf("*p2=%d\n",*p2);
 brk(p1+1024);//分配整个页面的空间
 brk(p1+512);//释放一半空间
 brk(p1);//释放所有空间
 }

sbrk:

参数>0 向后移动当前位置，相当分配内存空间

参数<0 向前移动当前位置，相当释放内存空间

参数＝＝0 当前位置不动

>0 <0 ==0 返回总是移动前的位置

brk(void* ptr);

将当前位置移动到ptr的位置

ptr的位置一般通过sbrk(0)获取首地址，然后再计算得出、

一些sbrk实例：

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 intmain()
 {
 /*分配10个字节的空间，返回该空间的首地址*/
 void*p=sbrk(12);
 void*p2=sbrk(4);
 void*p3=sbrk(4);
 void*p4=sbrk(4);
 printf("p=%p\n",p);
 printf("p2=%p\n",p2);
 printf("p3=%p\n",p3);
 printf("p4=%p\n",p4);
 /*用参数为0来获取未分配空间的开始位置*/
 void*p0=sbrk(0);
 printf("p0=%p\n",p0);
 void*p5=sbrk(-4);
 printf("p5=%p\n",p5);
 printf("pid=%d\n",getpid());
 sleep(10);
 /*当释放到一个页面的开始位置时，整个页面会被操作系统回收*/
 sbrk(-20);

 /*
 int*pi=p;
 *pi=10;
 *(pi+1)=20;
 *(pi+2)=30;
 *(pi+1023)=1023;
 *(pi+1024)=1024;
 */

 while(1);
 }

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 intmain()
 {
 printf("pid=%d\n",getpid());
 void*p=sbrk(0);
 int*p1=sbrk(4);
 sleep(10);
 int*p2=sbrk(1023*4+1);
 sleep(10);
 sbrk(-1);
 while(1);
 }