为什么调用sbrk（0）两次会得到不同的值？

Question

我正在尝试理解sbrk()函数。

根据我的了解：
sbrk(0)返回当前断点地址，不会增加它。
sbrk(size)将断点地址增加size字节，并返回先前的断点地址。

所以我创建了一个测试程序：

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

int main(void)
{
    printf("sbrk(0) = %p\n", sbrk(0)); // should return value x
    printf("sbrk(0) = %p\n", sbrk(0)); // should return value x
    printf("sbrk(5) = %p\n", sbrk(5)); // should return value x
    printf("sbrk(0) = %p\n", sbrk(0)); // should return value x + 5
}

所以我希望看到的结果应该是这样的:

sbrk(0) = 0x1677000 // x value
sbrk(0) = 0x1677000 // x value
sbrk(5) = 0x1677000 // x value
sbrk(0) = 0x1677005 // x value + 5

但是我得到的却是这个：

sbrk(0) = 0x1677000 // x value
sbrk(0) = 0x1698000 // y value
sbrk(5) = 0x1698000 // y value
sbrk(0) = 0x1698005 // y value + 5

为什么 sbrk(0) 的前两次调用返回值不同？在这两次调用之间发生了什么导致断点地址发生变化？

编辑：将地址存储在变量中可以解决该问题。

int main(void)
{
    void *toto1 = sbrk(0);
    void *toto2 = sbrk(0);
    void *toto3 = sbrk(5);
    void *toto4 = sbrk(0);

    printf("sbrk(0) = %p\n", toto1);
    printf("sbrk(0) = %p\n", toto2);
    printf("sbrk(5) = %p\n", toto3);
    printf("sbrk(0) = %p\n", toto4);
}

- Bibas

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"printf" 可能会使用一些动态内存操作。尝试将值分配给变量，然后一次性打印它们。 - Eugene Sh.

请更新您的问题并附上其他代码，这样就不会重复假设了。 - Eugene Sh.

你需要使用“多个”变量，并在调用“printf”之前完成对“sbrk”的“所有”调用。你更新的代码基本上与第一个代码相同，并且将具有相同的问题。 - Some programmer dude

我的猜测是标准 I/O 部分的初始化是懒惰的。也就是说，当需要它们时才进行初始化，并且其中一部分初始化是为 stdout 分配缓冲区。 - Some programmer dude

这是glibc的参数处理代码：https://github.com/bminor/glibc/blob/master/stdio-common/vfprintf-internal.c它在几个地方调用了malloc()。 - rumpelsepp

Answer 1

您的程序执行以下调用序列：

sbrk()
printf()
sbrk()
printf()
...

printf的第一次调用会在内部调用malloc函数来为stdout分配一个缓冲区(默认情况下，stdout是行缓冲的，但是当您第一次将数据打印到它时，缓冲区才会按需创建)。

这就是为什么第二次调用sbrk会返回不同值的原因。

(这个回答与直接相关性不强，但是valgrind的错误消息揭示了隐藏在printf内部的malloc调用的存在。)

你的第二个示例将所有的sbrk调用都集中在一起，这样就不会有其他函数在背后调用malloc而使你惊讶了。

- melpomene