自定义内存分配器

Question

我写了一个自定义内存分配器。它有 2 个我想删除的限制，所以它像 malloc/free 一样工作。

1.) mem_free 调用需要将其输入参数转换为 unsigned char *。我希望它采用任何类型的指针。如何做到这一点？

2.) 我编写的内存分配器将一 block 内存分配到缓冲区的前面，并且还写入了它的大小。 free 函数删除缓冲区中最后分配的内存块。所以 malloc/free 调用的顺序很重要，否则它将不起作用。我怎样才能取消这个限制？

希望能够做到这一点:

char* ptr1 = mem_alloc(10);
char* ptr2 = mem_alloc(4);

mem_free(ptr1);
mem_free(ptr2);

现在必须这样做:

char* ptr1 = mem_alloc(10);
char* ptr2 = mem_alloc(4);

mem_free(ptr2);
mem_free(ptr1);

代码:

unsigned char* mem_alloc(unsigned int size) {
    unsigned int s;
    if( (size + MEM_HEADER_SIZE)  > (MEM_MAX_SIZE - mem_current_size_bytes) ) {
        return NULL;
    }
    if(is_big_endian() == 0) {
        s = (mem_buff[3] << 24) + (mem_buff[2] << 16) + (mem_buff[1] << 8) + mem_buff[0];
    } else {
        s = (mem_buff[0] << 24) + (mem_buff[1] << 16) + (mem_buff[2] << 8) + mem_buff[3];
    }
    memcpy(mem_buff + mem_current_size_bytes, &size, sizeof(unsigned int));
    unsigned char* result = mem_buff + (mem_current_size_bytes + MEM_HEADER_SIZE);
    mem_current_size_bytes += MEM_HEADER_SIZE + size;
    return result;
}

void mem_free(unsigned char* ptr) {
    unsigned int i,s;
    for(i=0; i<mem_current_size_bytes; i++) {
        if( (char*)ptr == (char*)(mem_buff + i) ) {
            if(is_big_endian() == 0) {
                s = (*(ptr - 1) << 24) + (*(ptr - 2) << 16) + (*(ptr - 3) << 8) + *(ptr - 4);
            } else {
                s = (*(ptr - 4) << 24) + (*(ptr - 3) << 16) + (*(ptr - 2) << 8) + *(ptr - 1);
            }
            mem_current_size_bytes-=s;
            mem_current_size_bytes-=MEM_HEADER_SIZE;
            break;
        }
    }
}

Answer 1

1) 改为使用 void*。
2) 存储一个地址映射到已分配 block 和一个单独的未分配 block 映射。然后，您可以在分配的映射中查找哪个 block 正在被释放，将其删除，然后将该 block 添加到未分配的映射中(确保将它与它任一侧的任何空闲 block 合并)。当然，这可能而且确实会导致内存碎片，但这确实是不可避免的。