C 语言 Sbrk() 函数

本文将讨论 C 语言中的 Sbrk() 函数，包括其语法、参数和示例。

什么是 sbrk() 函数？

sbrk() 函数用于修改调用进程可用的内存空间大小。它通过将 incr 字节添加到进程的 break 值来完成，并在空间中分配所需的内存。当 incr 大于零时，分配的空间会增加；当 incr 小于零时，分配的空间会减少。如果 incr 为零，sbrk() 返回当前的程序 break 值。这是一个辅助函数，在调用标准 C 库函数 malloc() 时会被调用。

sbrk() 函数将 incr 个字符添加到 break 值，并相应地改变已分配的空间。incr 的值可以是负数，这意味着分配的空间量会减少。

sbrk() 是一个系统调用函数，它允许调用进程扩展或缩减进程的数据段大小。通过指向并设置进程的 break 值并分配足够的空间来完成更改。Break 值是数据段之外的第一个位置的地址。随着 break 值的增加，分配的空间量也会增加。

语法

它具有以下语法：

此参数定义了数据段大小需要移动的值，并期望此处为字节数。该值需要为正数才能增加堆大小，为负数才能减小堆大小。

sbrk() 函数如何工作？

堆是进程的公共地址空间的一部分，用于动态内存分配。sbrk() 函数允许程序通过更改其断点来扩展或收缩此区域。

• 增加内存：如果传递给 sbrk() 的增量值为正，则堆的大小将按相应的字节数扩展。这有效地将断点移动到更高的地址空间，从而为程序释放更多的地址空间。
• 减少内存：另一方面，如果使用负增量调用 sbrk()，则堆大小会减小，断点会移动到较低的地址。它可用于为系统释放内存空间，例如使用 ReleaseMemory 方法。

返回值

• 成功：如果 sbrk() 执行成功，它将提供前一个断点地址，即增量之前数据段的边界。
• 失败：如果失败，sbrk() 将返回 (void *) -1 并设置 errno 变量以指示错误。常见错误包括：

ENOMEM：内存不足，无法完成请求。

EINVAL：增量

示例

让我们看一个例子来说明 C 语言中的 sbrk() 方法。

输出

 
Current break: 0x1330000
The New break value is: 0x1351400
The value is increased by: 136192 bytes   

说明

此 C 程序描述了 sbrk() 函数如何控制堆。程序使用 sbrk(0) 获取当前的断点，即进程数据段的末尾地址，并将其存储在 current_break_value 中。之后，它尝试使用 sbrk(1024) 将断点进一步增加 1024 字节，从而向操作系统请求超过 1KB 的内存。如果分配不成功，sbrk() 将返回 (void*) -1，程序将使用 perror() 打印错误消息，然后以状态码 1 退出。成功分配后，程序使用 sbrk(0) 获取新的断点，然后减去旧的断点并得到总字节差。此差异将打印到控制台，以显示堆大小如何因当前索引而增加。最后，程序结束并返回状态码 0，表示程序已成功执行。

结论

总之，sbrk() 函数是类 Unix 系统中的基本内存管理操作，它允许程序直接管理堆。虽然它目前在应用程序编程中的直接使用程度不高，但研究 sbrk() 是理解内存管理如何在更基本级别上进行的良好方法。当前应用程序更倾向于使用更高级别的内存管理函数，以获得安全性、可移植性和可用性方面的优势。sbrk() 在强调程序内存管理如何在计算科学中随着历史而演变方面发挥着至关重要的作用。