我正在为我正在开发的OS设计内核(实际上我将其称为“核心”，但基本相同)。如果我无法启动并运行多任务，内存管理和其他基本功能，则操作系统本身的细节无关紧要，因此我需要首先进行处理。我有一些关于设计malloc例程的问题。
我认为malloc()将成为内核本身的一部分(我倾向于此)或程序的一部分，但是我将不得不编写自己的C标准库实现的方式，所以我写了一个malloc。在这方面，我的问题实际上很简单，C(或C++)如何管理其堆？
在理论课中，我一直被教导的是，堆是一块不断扩展的内存，从指定的地址开始，并且在很多方面表现得像堆栈。这样，我知道在全局范围内声明的变量才是开头，并且在它们各自的范围内声明它们时，更多的变量会被“压入”到堆中，而超出范围的变量只会保留在内存空间中，但是该空间被标记为空闲，因此堆可以根据需要扩展更多。
我需要知道的是，C实际上如何以这种方式处理动态扩展的堆？编译后的C程序是对malloc例程进行自己的调用并处理其自己的堆，还是需要为其提供自动扩展的空间？另外，C程序如何知道堆从哪里开始？
哦，我知道相同的概念也适用于其他语言，但是我希望任何示例都可以使用C/C++，因为我对这种语言最满意。我也不想担心诸如堆栈之类的其他事情，因为我认为我能够自己处理类似的事情。
因此，我想我真正的问题是，除了malloc/free(它自己处理获取和释放页面等)之外，程序还需要OS提供其他功能吗？
谢谢!
编辑我对C如何在堆中使用malloc而不是malloc例程本身的实际工作更感兴趣。如果有帮助，我可以在x86上执行此操作，但是C是交叉编译器，因此无关紧要。 ^ _ ^
进一步的编辑:我知道我可能会混淆术语。我被告知，“堆”是程序存储诸如全局/局部变量之类的东西的地方。我习惯于在汇编编程中处理“堆栈”，而我只是意识到我可能是故意的意思。我的一些研究表明，“堆”更常用于指程序为其分配的总内存，或操作系统提供的内存页面的总数(和顺序)。
因此，考虑到这一点，我该如何应对不断扩展的堆栈？ (看来我的C理论课确实是轻度的……有缺陷的。)
最佳答案
malloc通常在C运行时中在用户空间中实现，它依赖于特定的OS系统调用来映射到虚拟内存的页面中。 malloc和free的工作是管理固定大小(通常为4 KB，但有时更大)的那些内存页面，并将它们切成小块，供应用程序使用。
参见例如GNU libc实现。
对于更简单的实现，请查看去年的MIT operating systems类。具体来说，请参见final lab handout，并查看lib/malloc.c。该代码使用在该类中开发的操作系统JOS。它的工作方式是读取页表(操作系统提供只读)，查找未映射的虚拟地址范围。然后，它使用sys_page_alloc和sys_page_unmap系统调用将页面映射和取消映射到当前进程中。
关于operating-system - 除了malloc/free之外，程序还需要OS提供其他功能吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/196136/