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实验malloc_lab |
2018-04-29 04:13:35 -0700 |
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这个实验就是要求我们实现自己的malloc和free函数，而不是用c标准库的。但是又不需要你太过于底层和细节，主要是堆内存的管理。至于真正对物理内存的处理，还有地址转换什么的都交给memlib.c里的函数去做。 要完成的函数有：
int mm_init(void);
void *mm_malloc(size_t size);
void mm_free(void *ptr);
void *mm_realloc(void *ptr, size_t size);- memlib.c的作用：不是说要自己实现malloc吗？为什么还要使用mem_lib的函数？而且mem_lib里使用了malloc。其实这里我们的实验是要求我们对内存管理有一个实现，重点在于管理。如果完完全全不用malloc的话，我们的mm.c函数还要实现找到合适的物理内存页面，并且做一个维护。而如果我们使用mem_lib的话，就可以模拟OS的物理页面管理。
- 具体的实现可以先参考一下课本的mm.c里对空闲块的数据结构
- 需要注意c/C++不对数组的下表边界做检测的。具体参考数组的下标越界与内存溢出,C语言为什么不执行数组边界的有效性检查
- 这里有一个我的误解。我以为不能用结构体。但其实如果直接声明定义结构体，其成员变量是放在栈上的。如果用new的话就是在堆上。所以我们在后面有更复杂的组织方法后可以采用结构体。
- 隐式空闲链表为什么要引入序言和结尾块？书上说是消除合并时边界条件的技巧。看其在find_fit里的for循环就知道这是为了让这个for循环有一个跳出的条件，以及一个循环开始的初始化条件。
- 对于实验源代码里的mm.c文件里的几个内存补齐代码，如下
#define ALIGNMENT 8 //1
#define ALIGN(size) (((size) + (ALIGNMENT-1)) & ~0x7) //2
#define SIZE_T_SIZE (ALIGN(sizeof(size_t))) //3
……
int newsize = ALIGN(size + SIZE_T_SIZE); //4先参考这个内存补齐算法能明白1,2。对于3就是一面size_t的大小不是8的倍数，对于4其实就是把头部的大小算进去以后的对齐。为什么要这样是因为我们在书里看到的32bit长的头部是因为size_t的内部就是一个int，因此块大小就是一个int能表示的大小。这里让这种关系更加抽象，如果我们内部size_t的实现不是一个int，而是一个别的长度的数据类型。我们就需要对这个头部进行内存对齐; 为什么需要单独的先对齐，因为我们规定返回的指针是内存对齐的，而返回的指针不是指向头部，而是指向有效载荷的。 8. 有一个虽然不重要但是特别要注意的是：team的信息一定要全部填好，不然会出错。
- 因为不能题目要求不能新建结构体等复杂的数据结构，于是对这个内存的管理全靠地址去推。我觉得直接用隐式空闲链表，也许会不错，先来试一下：
Since the libc malloc always returns payload pointers that are aligned to 8 bytes, your malloc implementation should do likewise and always return 8-byte aligned pointers. 注意，书上是边界对齐。也就是块头部的地址是8的倍数就好。但是这里要求的是指向有效载荷起始地址的指针地址是8的倍数（虽然其实是一样的）。
- 然后考虑mm_malloc的实现，获取到的size首先要对齐，把它变成最小的8的倍数。然后加上头部计算出最后需要的内存大小newSize，然后mem_sbrk申请； 然后把头部写进去。头部地址+4就是有效载荷起始地址。
- 获取到有效载荷的指针p，p-4就该块的头部，将其视作一个int，然后修改最低位的分配1为0.
- 为了空间利用率高，我们肯定还需要合并空闲块。这里就需要看前后的块。但是显然这一种只有头部的结构看当前块的后一块是很方便的，看前一块就不方便了。因此按照书上的引入边界标记，引入脚部。只有头部可以类比于单链表，有了脚部就可以算作是双链表。
- 线程安全的动态分配