linux内存回收命令（Linux进程的内存管理之malloc和mmap）
linux内存回收命令（Linux进程的内存管理之malloc和mmap）SYSCALL_DEFINE1(brk unsigned long brk) { ...... //都需要页对齐，方便映射 mm->brk可以理解为end_brk，即当前进程堆的末尾 newbrk = PAGE_ALIGN(brk); oldbrk = PAGE_ALIGN(mm->brk); if (oldbrk == newbrk) goto set_brk; /* Always allow shrinking brk. */ if (brk <= mm->brk) { //对heap收缩，调用free就会满足这个条件，减少堆，执行unmap if (!do_munmap(mm newbrk oldbrk-newbrk &uf)) goto set_brk; goto out; } /* Check again
我们知道了进程内存的最小单位是vma，根据不同的用处又划分了不同类型的vma，比如
- heap: 动态分配和释放的内存
- stack: 存放局部变量和实现函数调用
- mmap：文件区间映射到虚拟地址空间的内存映射
- text data bss
这篇我们就看下进程动态申请的内存，我们知道进程动态申请内存的函数是malloc，这篇讲下其涉及到的vma，即heap和mmap。
malloc在linux标准libc库种，malloc函数的实现会根据分配内存的size来决定使用哪个分配函数，当size小于等于128KB时，调用brk分配；当size大于128KB时，调用mmap分配内存。size可由M_MMAP_THRESHOLD选项调节。如下图：
- sys_brk分配过过程主要是调整brk位置
- sys_mmap分配过程中主要是在堆和栈中间(memory mapping segment)找一段空闲的虚拟内存
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brk堆内存是由低地址向高地址方向增长。分配内存时，将heap段的最高地址指针mm->brk往高地址扩展。释放内存时，把mm->brk向低地址收缩。
完成这段申请后，只是开辟了一段区域，通常还不会立马分配物理内存，物理内存的分配会发生在访问时出现缺页异常后再处理，这个后续文章咱们再进一步分析。
SYSCALL_DEFINE1(brk unsigned long brk)
{
......
//都需要页对齐，方便映射 mm->brk可以理解为end_brk，即当前进程堆的末尾
newbrk = PAGE_ALIGN(brk);
oldbrk = PAGE_ALIGN(mm->brk);
if (oldbrk == newbrk)
goto set_brk;
/* Always allow shrinking brk. */
if (brk <= mm->brk) {
//对heap收缩，调用free就会满足这个条件，减少堆，执行unmap
if (!do_munmap(mm newbrk oldbrk-newbrk &uf))
goto set_brk;
goto out;
}
/* Check against existing mmap mappings. */
next = find_vma(mm oldbrk);
if (next && newbrk PAGE_SIZE > vm_start_gap(next))
goto out;
/* Ok looks good - let it rip. */
//对heap扩展，是brk函数的核心，里面创建一个vma，然后instert全局链表中
if (do_brk_flags(oldbrk newbrk-oldbrk 0 &uf) < 0)
goto out;
set_brk: //设置这次请求的brk到进程描述符mm->brk中
mm->brk = brk;
populate = newbrk > oldbrk && (mm->def_flags & VM_LOCKED) != 0;
up_write(&mm->mmap_sem);
userfaultfd_unmap_complete(mm &uf);
if (populate)
mm_populate(oldbrk newbrk - oldbrk);
return brk;
out:
retval = mm->brk;
//释放信号量
up_write(&mm->mmap_sem);
return retval;
}
大概流程整理如下：
mmap- 私有匿名映射：通常用于内存分配，堆，栈
- 共享匿名映射：通常用于进程间共享内存，在内存文件系统中创建/dev/zero设备
- 私有文件映射：通常用于加载动态库，代码段，数据段
- 共享文件映射：通常用于文件读写和进程间通信
unsigned long do_mmap(struct file *file unsigned long addr
unsigned long len unsigned long prot
unsigned long flags vm_flags_t vm_flags
unsigned long pgoff unsigned long *populate
struct list_head *uf)
{
......
//获取未映射区域
addr = get_unmapped_area(file addr len pgoff flags);
if (offset_in_page(addr))
return addr;
addr = mmap_region(file addr len vm_flags pgoff uf);
......
return addr;
}
整理流程如下：
