我正在阅读 TLPI，在第 4.4 节中：
系统调用不会为用于向调用者返回信息的缓冲区分配内存。相反，我们必须传递一个指向先前分配的正确大小的内存缓冲区的指针。这与一些分配内存缓冲区以将信息返回给调用者的库函数形成对比。
为什么系统调用不为这些情况分配内存？这是一种内存优化，允许用户使用现有缓冲区（而不是不必要地分配新内存）？还有其他原因吗？
答案1
许多开发人员忘记了这malloc()不是一个系统调用；而是一个系统调用。它是一个 C 库函数。实际的内存分配是通过brk系统调用的行为非常不同。
简而言之，程序只有一块分配的 RAM 用于存储malloc()需要扩展的数据如果需要的话使用brk()。但malloc在使用 . 释放缓冲区后，可以轻松地重新使用缓冲区free()。当缓冲区被释放时，它们（不一定）不会像以下那样返回到操作系统它们通常位于堆的中间。
现在回答你的问题：为什么系统调用不能在内部分配缓冲区？
内核不知道你的程序如何使用它的数据块。它不能假设您正在使用 C 库，否则malloc它无法与该数据结构交互；它不确定您使用什么数据结构来分配缓冲区。这意味着它无法分配可以释放的缓冲区free()。
理论上，它可以在未使用的地址空间中分配整个 RAM 页，但释放它们将需要一个全新的系统调用，开销非常大；这比free()通常不导致系统调用的成本要高得多。这也会非常浪费，因为缓冲区比整个页面小得多。
最后，值得理解的是，在许多情况下，程序可能已经需要特定位置的数据。当代码只需要求系统调用将数据直接写入所需的位置时，根本不需要强制代码复制数据并释放页面。
答案2
当您希望内核分配内存时，您可以调用mmap().当你打电话时mmap()，你必须选择你想要的标志。您希望您的分配是PROT_EXEC、MAP_HUGE_2MB、 或MAP_LOCKED？您希望将其分配到特定地址 ( MAP_FIXED) 吗？
因此，将分配分开会更简单。这意味着我们不需要在每个系统调用中为这些标志提供参数。
使用内核取消分配内存需要进行另一个系统调用：munmap()。
速度更快德-allocate，如果您没有直接使用内核分配。 free()不是系统调用，因此它比munmap().
还有历史原因。原始 UNIX 内核无法分配和释放任意内存页。您可以调用brk()，这会增加堆内存的大小。您无法要求内核释放堆内的内存块。