c - 如何从特定区域分配内存

Question

通常，可以使用malloc 和free 函数以实现定义的方式分配内存。但是，通常需要管理特定区域的内存分配。示例包括:

• 进程间共享内存
• 内存映射文件
• 非 volatile 存储器

不是每次出现这种需求时都编写一次性堆实现，有没有办法重新使用 malloc 来管理这些区域 (Linux)？否则，任何“众所周知”的内存分配器(例如 dmalloc、ptmalloc 等)都可以支持从特定区域分配吗？

例子:

void *pool = mmap(/* my file */);
void *pool_manager = mallloc_init(pool, /* size */);
void *p = malloc_ex(pool, 1024);
free_ex(pool, p);

Answer 1

不，那不存在。 malloc 及其任何替代品都不能做到这一点。

那么，现在让我们来看看为什么这些东西不存在。

进程间共享内存确实是在进程之间共享的，但是在不同进程的不同地址，所以传统的堆管理器根本不起作用，使用专门的协议(protocol)在使用指针以外的东西的进程之间进行通信(因为指针不能跨进程工作，因为地址不同)。

内存映射文件也是如此。对于内存映射文件，通常文件格式仍然定义得很好，里面不会有堆管理器之类的东西，如果有的话，文件格式会完全指定它，你可能会在库中找到它那个文件格式，但是一个嵌入式堆管理器永远不会工作。如果您开始谈论内存映射文件中的堆管理器，我认为您正在开发数据库引擎，并且您将发现堆管理需要与内存中的堆管理有很大不同，因为磁盘寻道时间太可怕了。

我想您可以为深度嵌入式系统的非 volatile 内存使用堆管理器，但其中大多数使用更简单的技术 NVRAM 始终是静态分配的。我的直觉是通用堆管理器是一个糟糕的选择，而专门解决问题的管理器要好得多，以至于没有人真正考虑通用堆管理器。

如果您确实找到了一个将内存区域用作堆的通用堆库，它仍然对您不利。共享内存和内存映射文件必须处理任意两条指令之间的进程崩溃；因此根本不能使用正常锁定。有专门用于共享内存的锁。内存映射 IO 的问题更严重，我可以证明锁不存在，因为并发模型太糟糕了。