Heap Allocator

C中的內存分配器

編寫內存分配器

摘要用於C中的內存分配器

內存分配器101-寫一個簡單的內存分配器

要考慮的事情

• 內存對準 - 填充

實施最高級別的功能

 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 

實施步驟

• void initialize_allocator（size_t size）
  • 當發送內存分配請求時，此功能將首次調用。它將創建一個具有一定尺寸的大塊。

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1. 定義數據結構：您需要一個數據結構來跟踪每個塊的大小和分配狀態。這可能是一個簡單的結構，具有大小和標誌，指示塊是否免費。

2. 初始化堆：當您的程序啟動時，您需要擱置一大堆內存才能充當您的堆。可以使用mmap()系統調用來完成。

3. 實施malloc() ：此功能應找到一個足夠大以滿足請求的自由塊。如果不存在這樣的塊，則應增加堆的大小。一旦找到合適的塊，應將其標記為分配並返回其地址。

4. 實現free() ：此功能應將指針用於一個內存塊，將其標記為免費，並有可能減小堆的大小，如果釋放塊在末尾。

5. 實現realloc() ：此功能應調整分配的塊大小。這可能涉及找到一個新塊並複制舊數據。

6. 處理碎片：隨著時間的流逝，堆可能會被散佈在整個過程中的自由塊變成碎片。您可能需要實施碎片堆積的策略，例如相鄰的自由區。

為什麼要阻止？

在堆分配器的上下文中，“塊”是指堆內的內存塊。這就是為什麼您需要它們以及它們如何工作：

1. 為什麼要阻止？ ：當您管理內存時，將其分為可管理的塊或“塊”很有幫助。每個塊可以獨立分配和分配。這可以有效地使用內存，因為您可以根據需要分配盡可能多的內存，而無需再分配。

2. 塊結構：每個塊通常包含有關塊的元數據（例如其大小以及它是免費的還是分配的）以及存儲在塊中的實際數據。分配器使用元數據來管理內存。

3. 分配：當您致電malloc()時，分配器會尋找一個足夠大的自由塊，可以容納所需的數據量。如果找到一個，它將標記為分配的塊，並將指針返回到塊的數據部分。

4. DealLocation ：當您致電free()時，分配器將塊標記為免費，使其可用於將來的分配。如果釋放塊位於堆的末端，則分配器還可以減小堆的大小以釋放內存。

5. 分散：隨著時間的流逝，隨著塊的分配和劃分，堆可能會破碎。這意味著將自由記憶分為小的，無連接的塊。這可能使很難找到足夠大的malloc()調用，即使有足夠的總免費內存。為了處理這一點，分配者通常包括邏輯以碎片堆，例如相鄰的自由塊合併。

托多

1. my_alloc的錯誤。如果調用幾次，指針返回相同
2. 添加從過程空間中添加實際的內存，即MUNMAP
   1. 當前MY_FRE函數存在問題。它的測試正在返回SEG故障。
3. 了解並改善數據對齊 /填充部分。數據結構對齊
4. 我們的代碼是正確的，而不是以某種方式創建塊指向塊的數據。
5. Malloc所需的全面測試