使用C++实现 malloc

迈不过友情╰ 2022-03-30 13:28 219阅读 0赞

实现教程：[https://danluu.com/malloc-tutorial/][https_danluu.com_malloc-tutorial]

说实话，这个大一的应该也能写出来．所以我就不说什么了，直接上代码

#ifndef _MALLOC_H
    #define _MALLOC_H
    #include <cassert>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    #include <list>
    #include <iostream>
    
    class Block
    { 
      public:
    	size_t size = 0;
    	bool free = false;
    	int debug = 0;
    };
    
    const int BLOCK_SIZE = sizeof(Block);
    std::list<Block *> mem_list;
    
    Block *RequestSpace(size_t size) //需要处理分配异常
    { 
    	class Block *block;
    	block = reinterpret_cast<Block *>(sbrk(0));			//得到当前堆顶部的指针
    	void *request = sbrk(size + BLOCK_SIZE);			//sbrk(foo)递增堆大小foo并返回指向堆的上一个顶部的指针
    	assert(reinterpret_cast<void *>(block) == request); //不明白这是为什么？？
    	if (request == reinterpret_cast<void *>(-1))
    	{ 
    		throw std::bad_alloc();
    		return NULL;
    	}
    	mem_list.push_back(block); //将其放到链表末尾
    	block->size = size;
    	block->free = false;
    	// block->xxxx = xxx;
    	return block;
    }
    Block *FindFreeBlock(size_t size)
    { 
    	for (auto t : mem_list)
    	{ 
    		if ((t->free) && (t->size >= size))
    			return t;
    	}
    	return NULL;
    }
    
    void *MyMalloc(size_t size)
    { 
    	if (size <= 0)
    		return NULL;
    	class Block *block;
    	int mem_size = mem_list.size();
    	if (mem_size == 0)
    	{ 
    		block = RequestSpace(size);
    	}
    	else
    	{ 
    		block = FindFreeBlock(size);
    		if (!block) //有空余的空间，但是没有合适的空间可以分配给申请的大小
    		{ 
    			block = RequestSpace(size);
    		}
    		else //找到一块合适的内存块
    		{ 
    			block->free = false;
    			// block->debug = xxxxxx;
    		}
    	}
    	return (block + 1);
    	/*这是为什么？ 答：这是因为他申请内存的时候都是sizeof(Block) + size,所以+1，直接让其指向原始内存　*/
    }
    void *MyCalloc(size_t n, size_t size)
    { 
    	size_t sum_size = n * size;
    	void *ptr = MyMalloc(sum_size);
    	memset(ptr, 0, sum_size);
    	return ptr;
    }
    class Block *GetBlobkPtr(void *ptr)
    { 
    	return (class Block *)ptr - 1;
    }
    void MyFree(void *ptr)
    { 
    	if (!ptr)
    		return;
    	else
    	{ 
    		class Block *block_ptr = GetBlobkPtr(ptr);
    		assert(block_ptr->free == false);
    		block_ptr->free = true;
    	}
    }
    void *MyRealloc(void *ptr, size_t size)
    { 
    	if (!ptr)
    	{ 
    		return MyMalloc(size);
    	}
    	class Block *block = GetBlobkPtr(ptr);
    	if (block->size >= size)
    		return ptr; //空间足够了
    	void *new_ptr = MyMalloc(size);
    	memcpy(new_ptr, ptr, block->size);
    	MyFree(ptr);
    	return new_ptr;
    }
    
    #endif

### 1.其中我不明白的主要是： ###

assert(reinterpret_cast<void *>(block) == request); //不明白这是为什么？？

### 2.还需要做的是： ###

##### (1)　内存对齐 #####

##### (2)　内存的管理和分配方式（这里就是链表，一不满足就申请） #####

##### (3)　块的合并 #####

##### (4)　．．．． #####

##### (5) #####

考完马原再聊．．．

[https_danluu.com_malloc-tutorial]: https://danluu.com/malloc-tutorial/