c - newlib : does it waste memory after one big failure allocation? 中的 malloc()

Question

我正在为 STM32F7 编写一个嵌入式软件，我的 libc 是 newlib-2.4.0.20160527。

我已经实现了_sbrk()如下:

extern intptr_t g_bss_end; /* value after the last byte in .bss */
extern intptr_t g_msp_lim; /* stack buffer starts at this address */

intptr_t _sbrk(ptrdiff_t heap_incr)
{
    static intptr_t heap_end = 0;

    intptr_t prev_heap_end;
    intptr_t new_heap_end;

    if(heap_end == 0) {
        heap_end = (intptr_t)&g_bss_end;
    }

    prev_heap_end = heap_end;
    new_heap_end = prev_heap_end + heap_incr;

    if(new_heap_end >= g_msp_lim) {
        errno = ENOMEM;

        return -1;
    }

    heap_end = new_heap_end;

    return prev_heap_end;
}

然后，当我执行以下操作时:

/* total capacity of my heap is 0x40000 */
void * mem = malloc(0x40000);
free(mem); mem = 0;
mem = malloc(0x40000);

一切正常(即 malloc 两次返回非零值)。

但是当我执行以下操作时(出于测试目的):

for(int32_t sz = 0x50000; sz >= 0; sz--) {
    void * mem = malloc(sz);

    if(mem != 0) {
        __BKPT();
        free(mem);

        break;
    }
}

每个malloc()失败，甚至 malloc(0) (即，__BKPT() 从未达到)。所以，实际上堆上没有分配内存(我没有得到任何 mem != 0 所以我什至不能 free() 东西)并且也没有可用内存。

我预计 malloc()每一次失败 sz > 0x40000并为每个 sz <= 0x40000 成功(假设 free() 在每个 malloc() 之后工作正常)。

我是否遗漏了什么，或者这是 newlib 中的错误或预期行为？

Answer 1

由于 newlib/libc/stdlib/mallocr 中的错误 malloc_extend_top() 例程，newlib 的 malloc() 在分配整个堆内存时无法正常工作。 c:2137。成功调用 _sbrk()

后

  brk = (char*)(MORECORE (sbrk_size)); /* MORECORE = _sbrk */

  /* Fail if sbrk failed or if a foreign sbrk call killed our space */
  if (brk == (char*)(MORECORE_FAILURE) || 
      (brk < old_end && old_top != initial_top))
    return;

它会尝试计算校正以适应页面对齐方式:

/* Guarantee alignment of first new chunk made from this space */
front_misalign = (POINTER_UINT)chunk2mem(brk) & MALLOC_ALIGN_MASK;
if (front_misalign > 0) 
{
  correction = (MALLOC_ALIGNMENT) - front_misalign;
  brk += correction;
}
else
  correction = 0;

/* Guarantee the next brk will be at a page boundary */
correction += pagesz - ((POINTER_UINT)(brk + sbrk_size) & (pagesz - 1));

校正总是正的，因为即使分配完美匹配，它也会尝试分配下一个整页。例如，如果页面大小为 4096 并且 brk + sbrk_size = 4096*n，表达式 4096 - ((brk + sbrk_size) & 4095)将给出 4096，因此需要下一个空页，但没有空间。

例程没有正确处理这种情况，只留下分配的数据(brk 值)，导致永久“无法释放”的整个堆分配。太浪费了:-)