Heap Allocator

Alocador de memória em c

Escrevendo um alocador de memória

Trecho para um alocador de memória em C

Alocadores de memória 101 - Escreva um alocador de memória simples

Coisas a considerar

• Alinhamento de memória - preenchimento

Funções para implementar o mais alto nível

 void * malloc ( size_t size );
void free ( void * ptr );
Block * merge_blocks ( Block * block );
// the above three will be implemented first later calloc and realloc 

Etapas para implementar

• void inicialize_allocator (tamanho_t tamanho)
  • Esta função será chamada na primeira vez em que uma solicitação de alocação de memória for enviada. Ele criará um grande bloco com um certo tamanho.

Detalhes de alto nível do chatgpt

1. Defina a estrutura de dados : você precisará de uma estrutura de dados para acompanhar o status de tamanho e alocação de cada bloco. Isso pode ser uma estrutura simples com tamanho e um sinalizador indicando se o bloco está livre ou não.

2. Inicialize a pilha : quando o seu programa começar, você precisará reservar um pedaço de memória para atuar como sua pilha. Isso pode ser feito usando a chamada do sistema mmap() .

3. Implementar malloc() : Esta função deve encontrar um bloco livre que seja grande o suficiente para satisfazer a solicitação. Se não existir esse bloco, ele deve aumentar o tamanho da pilha. Depois que um bloco adequado é encontrado, ele deve ser marcado como alocado e seu endereço retornado.

4. Implementar free() : Esta função deve levar um ponteiro para um bloco de memória, marcar -o como livre e potencialmente reduzir o tamanho da pilha se o bloco liberado estiver no final.

5. Implementar realloc() : esta função deve redimensionar um bloco alocado. Isso pode envolver encontrar um novo bloco e copiar os dados antigos.

6. Fragmentação de manuseio : Com o tempo, a pilha pode se fragmentar com blocos livres espalhados por toda parte. Você pode implementar uma estratégia para desfragmentar a pilha, como bloqueios livres adjacentes coalescentes.

Por que blocos?

No contexto de um alocador de heap, "blocos" se referem a pedaços de memória dentro da pilha. Eis por que você precisa deles e como eles funcionam:

1. Por que blocos? : Quando você está gerenciando memória, é útil dividi -la em pedaços gerenciáveis ​​ou "blocos". Cada bloco pode ser alocado e desalocado de forma independente. Isso permite o uso eficiente da memória, pois você pode alocar exatamente o máximo de memória necessário, nem mais nem menos.

2. Estrutura do bloco : Cada bloco normalmente contém metadados sobre o bloco (como seu tamanho e se é gratuito ou alocado) e os dados reais armazenados no bloco. Os metadados são usados ​​pelo alocador para gerenciar a memória.

3. Alocação : quando você liga malloc() , o alocador procura um bloco livre grande o suficiente para manter a quantidade solicitada de dados. Se encontrar um, marca esse bloqueio como alocado e retorna um ponteiro para a parte dos dados do bloco.

4. Desalocação : quando você chama free() , o alocador marca o bloco como gratuito, disponibilizando -o para alocações futuras. Se o bloco liberado estiver no final da pilha, o alocador também poderá reduzir o tamanho da pilha para liberar a memória.

5. Fragmentação : Com o tempo, à medida que os blocos são alocados e desalocados, a pilha pode se fragmentar. Isso significa que a memória livre é dividida em pequenos blocos não contíguos. Isso pode dificultar a localização de um bloco grande o suficiente para uma chamada malloc() , mesmo que haja uma memória total total suficiente. Para lidar com isso, os alocadores geralmente incluem a lógica para desfragmentar a pilha, como coalescantes blocos livres adjacentes.

Pendência

1. Bug com my_alloc. Se chamado várias vezes o ponteiro retorna o mesmo
2. Adicione a liberação real de memória do espaço do processo, por exemplo, Munmap
   1. Atualmente, há um problema com a função my_free. O teste está retornando uma falha SEG.
3. Entenda e melhore a parte do alinhamento / preenchimento de dados. Alinhamento da estrutura de dados
4. O nosso código está correto no sentido de blocos que não estão sendo criados de alguma forma onde deveriam ser os dados apontados pelo bloco.
5. Testes abrangentes necessários para o malloc