为什么alloca不检查它是否可以分配内存？

Question

为什么alloca不检查它是否可以分配内存？

摘自Man 3 Alloca:

如果分配导致堆栈溢出，则程序行为未定义。…如果无法扩展堆栈帧，则没有错误指示。

现在alloca和(s)brk都返回一个指针，指向新分配的内存的开始，这意味着它们都必须知道堆栈/堆在当前时刻的结束位置。实际上，来自城域网2 SBRK:

调用增量为0的sbrk（）可以用来查找程序中断的当前位置。

因此，按照我的理解，检查alloca是否可以分配所需的内存，本质上归结为检查堆栈的当前末端和堆的当前末端之间是否有足够的空间。如果在堆栈上分配所需的内存会使堆栈到达堆，则分配失败；否则，它就成功了。

void *safe_alloca(size_t size)
{
    if(alloca(0) - sbrk(0) < size) {
        errno = ENOMEM;
        return (void *)-1;
    } else {
        return alloca(size);
    }
}

brk（）将数据段的结尾设置为addr指定的值，当该值合理时，系统有足够的内存，并且进程不超过其最大数据大小（参见setrlimit(2))。

那么，如果(s)BRK可以进行这样的检查，那么为什么Alloca不能呢？

Answer 1

Alloca是一个非标准的内部编译器，其卖点是编译成非常轻量级的代码，甚至可能是单个指令。它基本上是用局部变量执行每个函数开始时执行的操作-将堆栈指针寄存器移动指定的量并返回新值。与SBRK不同，Alloca完全位于userspace中，无法知道还有多少堆栈可用。

堆栈向堆增长的图像对于学习内存管理的基础知识是一个有用的心理模型，但在现代系统中并不真正准确：

• 正如cmaster在他的回答中解释的那样，堆栈大小将主要受到内核实施的限制的限制，而不是堆栈实际上与堆发生冲突的限制，尤其是在64位系统上。
• 在多线程进程中，没有一个堆栈，而是每个线程有一个堆栈，而且它们显然不能都朝着堆增长。
• 堆本身不是连续的。现代的malloc实现使用多个竞技场来提高并发性能，并将大量分配卸载到匿名的mmap，确保free将它们返回到OS。后者也在传统描述的单竞技场“堆”之外。