C-此malloc的实现是否是凹凸分配器？

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我最近写了一个小malloc，想知道它是否是凹凸分配器。我不知道这是因为（如果我错了，请纠正我）我相信实际的malloc（在使用mmap而不是sbrk时）使用的是相同的技术（某种），但是凹凸分配器只会增加堆的位置。这是我的代码：

#include <cstdio>
#include <cstddef>
#include <unistd.h>

#define word_size sizeof(intptr_t)
#define align(n) ((n + word_size - 1) & ~(word_size - 1))

void* my_malloc(size_t size) {
    void* p = sbrk(0);
    if (sbrk(align(size)) == (void*) -1)
        return NULL; // failed
    return p;
}

int main() {
    int* foo = (int*) my_malloc(1);
    *foo = 100;
    printf("%d\n", *foo);
}
c malloc allocator
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所以我以前从没听过术语“凹凸分配器”，但是这个概念很简单。

这是一个非常幼稚的分配器，由于涉及很少的内务处理，所以可以非常快，但是您必须忍受非常严格的约束：没有针对个人请求的“免费”操作-您只需破坏整个事情即可。] >

在您的情况下，您正在调用sbrk(0)以获取程序整个数据段末尾的第一个地址-这将是返回值-然后在经过适当舍入后，用sbrk(nbytes)“撞住”存储器的末尾起来。

这意味着程序的数据空间只是针对每个请求而增长，并且尝试释放某些内容没有任何意义，因为您不能只是在地址空间中插入漏洞（嗯，可能有一些时髦的VM东西会起作用，但是变得复杂）。

static void *bump_arena_start = 0;

void* my_malloc(size_t size) {
    void* p = sbrk(0);

    if (bump_arena_start == 0) bump_arena_start = p;

    if (sbrk(align(size)) == (void*) -1)
        return NULL; // failed
    return p;
}

void destroy_bump_arena(void)
{
    if (bump_arena_start) brk(bump_arena_start);
}

这可能是一个凹凸分配器，但出于多种原因，它会是一个可怕的
。

首先：它假定nobody else

正在分配内存，它必须重写所有其他操作：malloc，C++ new，C运行时中的所有内容，等等。

想象一下，如果您在休息时做自己的事，然后某些other

函数调用sbrk()来分配一些内存，将会发生什么。现在他们在您的竞技场中，但您大多不知道。到目前为止没有问题，但是一旦您破坏了舞台，它就会杀死其他一切。

您实际使用这种方法的方式是，当您有很多微小的分配不想跟踪并且可以一次释放时，因此您可以使用系统分配器（malloc()）并要求一个足够大的块来满足您的需求-我们称它为32 KB-并将其填充到代表这个凹凸区域的某个对象中。

您在各处分配了很多小块，执行所需的所有任务，然后释放最初的32 KB块将其全部销毁。

事实是：您必须超级小心

，不要让这些指针之一逃逸到系统的其他部分，因为不允许它们生活在您的竞技场之外。” >

这只是一个非常专业的用例，通常可能没有用，除非您正在执行嵌入式工作（本质上是在控制自己的运行时），否则您将无法通过这种方式真正破坏系统。 >

旁注：如果对象大于整数指针的大小，则可能会遇到对齐问题。如果您这样做了？

   int      *foo1 = my_malloc(sizeof(int));       // 8 bytes (usually)
   __int128 *foo2 = my_malloc(sizeof(__int128));  // 16 bytes

天真的对齐方式会将int放在8字节的边界上，但是128位的值（即16字节）也是如此，而不是与其自身大小对齐；在某些平台上，这可能是一个错误，并且几乎总是效率低下。
要正确执行此操作，您可以通过sbrk(0)查询当前的下一个值，并确保it
的大小正确对齐，可能会使中断点有所增加。

EDIT

：我已经进行了更多研究，很显然，您的示例并没有算作碰撞分配器。这就是为什么。

[内存系统不仅跟踪“下一个”指针，而且跟踪了已执行了多少分配，并且它支持忽略指针值而只减小分配计数器的伪自由操作。

如果分配计数器曾经达到零，这意味着没有其他人拥有该内存，因此它可以通过将中断倒退到初始值来释放所有内容，本质上是从干净的开始。

要正确使用此功能，您必须非常小心自己的释放，而双重释放可能会非常痛苦。

非常有用的参考：https://os.phil-opp.com/allocator-designs/

EDIT2

-有关每个请求的对齐的更多信息。

无论您在哪个平台上，您都必须至少对对齐有一定的了解，因为即使平台允许对内存进行未对齐的访问，它的速度通常总是较慢。

最简单的始终正确的方法是找出平台上支持的最大可能的标量对象，并将其用作对齐模，也许是__int128。如果您总是四舍五入到最接近的16个字节，则几乎不会遇到对齐问题（而且很容易）。

但是它也是空间效率低的：如果您要为两个字节的short分配空间，它将浪费其后的14个字节。在您的应用程序中，这可能没什么大不了的，或者可能是一回事。

我自己从来没有写过内存分配器，所以我在这里做了很多工作，但是任何使用凹凸分配器的人都有一些特殊的要求，并且可以接受特殊的请求。

所以：我可以想象一个分配器不仅需要大小，还需要所需的对齐方式，并且它将使用sbrk(0)指针并将that

向上舍入为所需的对齐方式，并将其保存为返回值，然后调用sbrk(size)碰撞结束标记。

请注意，您并没有调整分配的大小，而只是调整了低级项目的大小：要求一个20个short值的数组意味着您要求的是40个字节，但对齐方式为2，字符串的100个字节表示您只需接下100个字节（不带任何对齐方式）。

void *my_malloc(size_t nbytes, size_t align = 8)
{
    void *p = sbrk(0);
    p += round up but too hard to think on Friday
    sbrk(nbytes);
    num_allocations++;
    return p;
}

这样，如果您不提供对齐尺寸，则会做出与您相同的安全假设，但是您始终可以询问是否要特别。
[再次：我基本上只是在弥补这个问题，我从来不需要这样考虑，但是我确实知道，如果我正在内存受限的平台上工作，例如Arduino，其RAM以< [千字节
，您必须考虑一下。
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