brk 和 sbrk 是否将程序舍入到最近的页面边界？

Question

我的问题如 tilte 所说，根据我的教科书

int brk(void *end_data_segment);

The brk() system call sets the program break to the location specified by end_data_segment. Since virtual memory is allocated in units of pages, end_data_segment is effectively rounded up to the next page boundary.

并且自 Linux 以来，sbrk() 被实现为使用 brk() 系统调用的库函数，因此我希望这两个函数都将程序中断舍入到下一页边界。但是当我在 x86_64 Linux 机器（ubuntu）上测试时，结果发现这两个函数都将程序中断移动到请求的确切位置（我尝试使用 brk，结果是一样的).

    int main(int argc, char *argv[])
    {
       void *ori = sbrk(100);
       printf("original program break at %p\n", ori);
       void *now = sbrk(0);
       printf("program break now at %p\n", now);
      return 0;
  }

这是输出

original program break at 0x56491e28f000
program break now at 0x56491e28f064

这是怎么回事？

Answer 1

brk allocates/deallocates 页。然而，基于虚拟内存操作系统中内存管理的最小数据单位是页面这一事实的实现细节对调用者是透明的。

在Linux内核中，brk保存未对齐的值，使用对齐的值来判断页面是否需要 allocated/deallocated:

asmlinkage unsigned long sys_brk(unsigned long brk)
{
[...]
    newbrk = PAGE_ALIGN(brk);
    oldbrk = PAGE_ALIGN(mm->brk);
    if (oldbrk == newbrk)
        goto set_brk;
[...]
    if (do_brk(oldbrk, newbrk-oldbrk) != oldbrk)
        goto out;
set_brk:
    mm->brk = brk;
[...]
}

至于sbrk：glibc调用brk并在用户空间中维护当前程序中断（__curbrk）的（未对齐）值：

void *__curbrk;
[...]
void *
__sbrk (intptr_t increment)
{
  void *oldbrk;
  if (__curbrk == NULL || __libc_multiple_libcs)
    if (__brk (0) < 0)          /* Initialize the break.  */
      return (void *) -1;
  if (increment == 0)
    return __curbrk;
  oldbrk = __curbrk;
[...]
  if (__brk (oldbrk + increment) < 0)
    return (void *) -1;
  return oldbrk;
}

因此，sbrk 的 return 值不反映发生在 Linux 内核中的页面对齐。

brk 和 sbrk 是否将程序舍入到最近的页面边界？

does brk and sbrk round the program break to the nearest page boundary?

linux

dynamic-memory-allocation

sbrk