brk（）系统调用是做什么的？
根据Linux程序员手册：
brk（）和sbrk（）改变程序中断的位置，它定义了进程数据段的结束。
数据段在这里意味着什么？ 它只是数据段或数据，BSS和堆的组合？
根据维基：
有时数据，BSS和堆区被统称为“数据段”。
我没有理由改变数据段的大小。 如果是数据，BSS和堆集体然后它是有道理的，因为堆将获得更多的空间。
这使我想到了第二个问题。 在我读到的所有文章中，作者说堆积向上，堆积向下。 但是他们没有解释的是，当堆占用堆栈之间的所有空间时会发生什么？
我看到很多部分的答案，但没有完整的答案。 这是你再次发布的图片：
“break”（由brk和sbrk操作的地址）是堆顶部的虚线。 你读过的文档把这个描述为“数据段”的末尾，因为在传统的（pre-shared-libraries，pre- mmap ）Unix中，数据段与堆是连续的; 在程序启动之前，内核会将“text”和“data”块从地址0（实际上是地址0以上的一点，所以NULL指针真的没有指向任何东西）加载到RAM中，并将中断地址设置为数据段的结尾。 对malloc的第一次调用将使用sbrk来移动分割，并在数据段顶部和新的更高的中断地址之间创build堆，如图所示，随后使用malloc将使用它来创build堆是必要的。
同时，堆栈从内存的顶部开始并逐渐减小。 堆栈不需要显式的系统调用来使其变大; 要么就开始分配尽可能多的RAM（这是传统的方法），要么在堆栈下面有一个保留地址的区域，当内核注意到在那里写入数据时，内核会自动分配RAM （这是现代的方法）。 无论哪种方式，在可用于堆栈的地址空间底部可能有也可能不存在“保护”区域。 如果这个区域存在（所有的现代系统都这样做），它永远不会被映射; 如果堆栈或堆试图成长，就会出现分段错误。 然而，传统上，内核并没有尝试强制实施边界。 堆栈可能变成堆栈，或者堆栈可能堆积起来，无论如何，它们会在对方的数据上乱涂乱画，程序就会崩溃。 如果你非常幸运，它会立即崩溃。
我不确定这个图中512GB的数字来自哪里。 这意味着一个64位的虚拟地址空间，这与您在那里的非常简单的内存映射不一致。 一个真正的64位地址空间看起来更像这样：
这不是远程扩展，它不应该被解释为任何给定的操作系统是如何做的（在我绘制它之后，我发现Linux实际上使得可执行文件比我想象的更接近地址零，而共享库在令人惊讶的高地址）。 该图的黑色区域未映射 – 任何访问都会导致立即发生段错误 – 而且相对于灰色区域，它们是巨大的 。 浅灰色区域是程序及其共享库（可以有数十个共享库）; 每个都有独立的文本和数据段（和“bss”段，它也包含全局数据，但被初始化为全零位，而不是占用磁盘上可执行文件或库中的空间）。 堆不再一定是可执行文件的数据段 – 我是这样画的，但是看起来像Linux至less不会这样做。 堆栈不再固定在虚拟地址空间的顶部，堆栈和堆栈之间的距离非常巨大，您不必担心会越过堆栈。
rest仍然是堆的上限。 然而，我没有显示的是，在黑色的地方，可能会有数十个独立的内存分配，使用mmap而不是brk 。 （操作系统会尽量远离brk区域，以免碰撞。）
最小的可运行示例
brk（）系统调用是做什么的？
要求内核让你读取和写入连续的称为堆的内存块。
如果你不问，它可能会段错误的你。
没有brk ：
#define _GNU_SOURCE #include <unistd.h> int main(void) { /* Get the first address beyond the end of the heap. */ void *b = sbrk(0); int *p = (int *)b; /* May segfault because it is outside of the heap. */ *p = 1; return 0; }
用brk ：
#define _GNU_SOURCE #include <assert.h> #include <unistd.h> int main(void) { void *b = sbrk(0); int *p = (int *)b; /* Move it 2 ints forward */ brk(p + 2); /* Use the ints. */ *p = 1; *(p + 1) = 2; assert(*p == 1); assert(*(p + 1) == 2); /* Deallocate back. */ brk(b); return 0; }
在Ubuntu 14.04上testing
虚拟地址空间可视化
在brk之前：
+------+ <-- Heap Start == Heap End
brk(p + 2) ：
+------+ <-- Heap Start + 2 * sizof(int) == Heap End | | | You can now write your ints | in this memory area. | | +------+ <-- Heap Start
brk(b) ：
+------+ <-- Heap Start == Heap End
为了更好地理解地址空间，你应该让自己熟悉分页： x86分页是如何工作的？
更多信息
brk是POSIX，但在POSIX 2001中被删除，因此需要_GNU_SOURCE来访问glibc包装。
删除可能是由于引入mmap ，这是一个超集，允许多个范围分配和更多的分配选项。
在内部，内核决定进程是否可以拥有那么多的内存，并为此使用内存页面 。
brk和mmap是libc用于在POSIX系统中实现malloc的常见底层机制。
这解释了堆栈如何与堆进行比较： 在x86程序集的寄存器中使用的push / pop指令的function是什么？
你可以使用brk和sbrk来避免每个人都在抱怨的“malloc开销”。 但是你不能轻易地将这个方法与malloc结合使用，所以只有在你不需要free任何东西时才适用。 因为你不能。 此外，您应该避免任何可能会在内部使用malloc库调用。 IE浏览器。 strlen大概是安全的，但是fopen可能不是。
像调用malloc一样调用sbrk 。 它返回一个指向当前中断的指针并以此数量递增中断。
void *myallocate(int n){ return sbrk(n); }
虽然你不能释放单独的分配（因为没有malloc开销 ，记住），你可以释放整个空间通过调用brk与第一次调用sbrk返回的值，从而倒带brk 。
void *memorypool; void initmemorypool(void){ memorypool = sbrk(0); } void resetmemorypool(void){ brk(memorypool); }
你甚至可以把这些地区叠加起来，通过倒退到这个地区的开始，放弃最近的地区。
还有一件事 …
sbrk在代码高尔夫中也是有用的，因为它比malloc短2个字符。
有一个特殊的指定的匿名私有内存映射（传统上位于data / bss以外，但现代Linux实际上将调整与ASLR的位置）。 原则上它不会比任何可以用mmap创build的其他映射更好，但是Linux有一些优化，使得可以向上扩展这个映射的结束（使用brk系统调用），相对于mmap或mremap会产生的locking成本降低。 这使得在实现主堆时使用malloc实现很有吸引力。
我可以回答你的第二个问题。 Malloc将失败并返回一个空指针。 这就是为什么在dynamic分配内存时总是检查空指针的原因。
堆放在程序的数据段中。 brk()用于更改（扩展）堆的大小。 当堆不能再增长时，任何malloc调用都将失败。
数据段是存储所有静态数据的内存部分，在启动时从可执行文件读入，通常是零填充的。
malloc使用brk系统调用来分配内存。
包括
int main(void){ char *a = malloc(10); return 0; }
用strace运行这个简单的程序，它会调用brk系统。
-
处理内存分配的系统调用是
sbrk(2)。 它将进程的地址空间增加或减less指定的字节数。 -
内存分配函数
malloc(3)实现了一种特定types的分配。malloc()函数，它可能会使用sbrk()系统调用。
内核中的系统调用sbrk(2)代表进程分配额外的空间块。 malloc()库函数从用户级别pipe理这个空间。
