brk/sbrk和mmap行为分析

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// #include <malloc.h>
// int mallopt(int param, int value);

// info mallopt, 一些系统可以man mallopt
// M_TRIM_THRESHOLD: 紧缩内存阈值，对应的环境变量为MALLOC_TRIM_THRESHOLD_
// M_MMAP_THRESHOLD: 使用mmap而非brk/sbrk分配内存阈值，即超过该值的malloc分配将使用mmap
// ，否则使用brk/sbrk分配内存，对应的环境变量为MALLOC_MMAP_THRESHOLD_
// 请注意：如今的glibc使用了动态的阈值，初始值为128*1024,
// 下限为0，上限由DEFAULT_MMAP_THRESHOLD_MAX决定，32位系统为512*1024，64位系统为4*1024*1024*sizeof(long)
// mmap分配内存必须是页对齐的：
// Allocating memory using mmap(2) has the significant advantage that the allocated memory blocks can always be independently
// released back to the system. (By contrast, the heap can be trimmed only if memory is freed at the top end.)
// 相关函数：
// mtrace muntrace mcheck mcheck_pedantic mcheck_check_all mprobe
// malloc_stats mallinfo malloc_trim malloc_info

// mmap分配的内存在调用munmap后会立即返回给系统，而brk/sbrk而受M_TRIM_THRESHOLD的影响
// 但brk/sbrk分配的内存是否立即归还给系统，不仅受M_TRIM_THRESHOLD的影响，还要看高地址端（栓）的内存是否已经释放：
// 假如依次malloc了str1、str2、str3，即使它们都是brk/sbrk分配的，如果没有释放str3，只释放了str1和str2，
// 就算两者加起来超过了M_TRIM_THRESHOLD，因为str3的存在，str1和str2也不能立即归还可以系统，但可以被重用
// 更多信息，请参考man手册：http://man7.org/linux/man-pages/man3/mallopt.3.html

// argv[1] 每次分配的字节数，如果没有指定，则使用32
// 请观察不同值时malloc和free的行为
// 当argv[1]为131072，即为128K时，使用的是mmap分配，每一步的malloc和free都可以从top中观察到反应
// gcc -g -o x x.c
int main(int argc, char* argv[])
{
    char* str[3];
    int BYTES = (argc > 1)? atoi(argv[1]): 32;
    // 128 * 1024 = 131072

    printf("\nPlease type \"top -p %d\" to watch VIRT, press ENTER to continue", getpid());
    getchar();

    str[0] = (char*)malloc(BYTES);
    printf("%dBYTES allocated, press ENTER to continue", BYTES);
    getchar();

    str[1] = (char*)malloc(BYTES);
    printf("%dBYTES allocated, press ENTER to continue", BYTES);
    getchar();

    str[2] = (char*)malloc(BYTES);
    printf("%dBYTES allocated, press ENTER to continue", BYTES);
    getchar();

    printf("FREE phase, press ENTER to continue");
    getchar();

    free(str[0]);
    printf("%dBYTES freed, press ENTER to continue", BYTES);
    getchar();

    free(str[1]);
    printf("%dBYTES freed, press ENTER to continue", BYTES);
    getchar();

    free(str[2]);
    printf("%dBYTES freed, press ENTER to continue", BYTES);
    getchar();

    printf("Press ENTER to exit\n");
    getchar();

    return 0;
}