如何在 Linux 上以编程方式获取堆的地址

Question

我可以使用 sbrk(0) 获取堆末尾的地址，但是除了解析 的内容之外，有什么方法可以以编程方式获取堆开头的地址>/proc/self/maps？

Answer 1

我认为解析 /proc/self/maps 是 Linux 上查找堆段的唯一可靠方法。并且不要忘记，某些分配器（包括我的 SLES 中的分配器）确实用于大块 mmap()，因此内存不再是堆的一部分，可以位于任何随机位置。

否则，通常ld会添加一个符号来标记elf中所有段的结束，该符号称为_end。例如：

extern void *_end;
printf( "%p\n", &_end );

它匹配 .bss 的末尾，传统上是 elf 的最后一段。地址之后，经过一定的对齐，通常位于堆之后。堆栈和 mmap()（包括共享库）位于地址空间的较高地址。

我不确定它的可移植性如何，但显然它在 Solaris 10 上的工作方式相同。在 HP-UX 11 上，映射看起来不同，堆似乎与数据段合并，但分配确实发生在 _end 之后。在 AIX 上，procmap 根本不显示堆/数据段，但分配也会获取超过 _end 符号的地址。所以目前看来它非常便携。

不过，综合考虑，我不确定这有多大用处。

PS测试程序：

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

char *ppp1 = "hello world";
char ppp0[] = "hello world";
extern void *_end; /* any type would do, only its address is important */

int main()
{
    void *p = calloc(10000,1);
    printf( "end:%p heap:%p rodata:%p data:%p\n", &_end, p, ppp1, ppp0 );
    sleep(10000); /* sleep to give chance to look at the process memory map */
    return 0;
}

Answer 2

您可以调用 sbrk(0) 来获取堆的开头，但必须确保尚未分配内存。

最好的方法是在 main() 的开头分配返回值。请注意，许多函数确实会在幕后分配内存，因此在 printf（诸如 mtrace 等内存实用程序）之后调用 sbrk(0) 或即使调用 putenv 也已经返回一个偏移值。

尽管我们可以找到的大部分内容都表明堆就在 .bss 旁边，但我不确定 end 和第一次中断之间有什么区别。阅读那里似乎会导致分段错误。
第一个中断和 malloc 返回的第一个地址之间的区别（可能）是：

• 内存双链表的头部，包括下一个空闲块，
• 一个以malloced 块包括：
  • 该块的长度
  • 前一个空闲块的地址
  • 下一个空闲块的地址

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>


void print_heap_line();

int main(int argc, char const *argv[])
{
    char* startbreak = sbrk(0);

    printf("pid: %d\n", getpid()); // printf is allocating memory
    char* lastbreak = sbrk(0);
    printf("heap: [%p - %p]\n", startbreak, lastbreak);

    long pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
    long diff = lastbreak - startbreak;
    printf("diff: %ld (%ld pages of %ld bytes)\n", diff, diff/pagesize, pagesize);

    print_heap_line();

    printf("\n\npress a key to finish...");
    getchar(); // gives you a chance to inspect /proc/pid/maps yourself
    return 0;
}

void print_heap_line() {
    int mapsfd = open("/proc/self/maps", O_RDONLY);
    if(mapsfd == -1) {
        fprintf(stderr, "open() failed: %s.\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }
    char maps[BUFSIZ] = "";
    if(read(mapsfd, maps, BUFSIZ) == -1){
        fprintf(stderr, "read() failed: %s.\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }
    if(close(mapsfd) == -1){
        fprintf(stderr, "close() failed: %s.\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    char*  line = strtok(maps, "\n");
    while((line = strtok(NULL, "\n")) != NULL) {
        if(strstr(line, "heap") != NULL) {
            printf("\n\nfrom /proc/self/maps:\n%s\n", line);
            return;
        }
    }
}

pid: 29825
heap: [0x55fe05739000 - 0x55fe0575a000]
diff: 135168 (33 pages of 4096 bytes)


from /proc/self/maps:
55fe05739000-55fe0575a000 rw-p 00000000 00:00 0                          [heap]


press a key to finish...