【基礎】關於Linux平臺malloc的寫時拷貝(延遲分配)
阿新 • • 發佈：2019-01-03
Linux核心定義了“零頁面”（內容全為0的一個物理頁，且實體地址固定），應用層的記憶體分配請求，如棧擴充套件、堆分配、靜態分配等，分配線性地址後，就將頁表項條目指向“零頁面”（指定初始值的情況除外），這樣“零頁面”就被所有程序共享，當向頁面執行寫入操作時，核心就會新分配一個物理頁，實行“寫時拷貝”操作，這樣就實現了物理頁面的延遲分配（如果只有讀沒有寫，則無需另分配物理頁）。
動態記憶體通過glibc庫的malloc函式分配，當現有地址空間不夠時（即malloc維護的空閒連結串列中沒有足夠空間），就呼叫brk/sbrk擴充套件程序空間的相關線性區段，然後將對應頁表項條目指向“零頁面”，寫操作時再分配新頁面。這樣，只要程序空間足夠大， malloc操作總是成功的——即使申請的記憶體大於系統實體記憶體——失敗會發生在為“寫時拷貝”分配新頁面的時候，當系統可分配記憶體不足時，且有程序要求分配新頁面，核心會Kill該程序，並列印類似“Out of Memory: Killed process xx (xxx).”的資訊。這就是Linux的“
因此不能通過檢測malloc的指標是否為NULL，來判定系統能否支援申請的記憶體大小（即空閒記憶體大於申請記憶體）。
malloc操作示意圖
malloc分配的這種機制，給應用層判斷動態記憶體是否可分配增加了難度。因為記憶體不足的錯誤被延遲到寫入操作的時候，而在這裡核心沒有提供相關介面給應用層（只是傳送SEGV訊號給臨死的程序）。