c - C 中用于内存管理器的各种长度结构？

Question

我练习用 C 实现内存管理器。

我想要结构，它有不同的长度和 self 描述。所以，我偷看了一本 POSIX 教科书，像这样:

struct layout
{
 uint32_t  size; // array size in bytes, include space after the struct
 uchar_t   data[1];
};

// But, is next line correct?
layout *val = malloc (array_memory_in_bytes + sizeof (uint32_t) - 1);
// Where does a static array keep the pointer for using it? 

如果我在不间断的内存中一个接一个地拥有多个这样的结构，并且我希望能够遍历它们。我可以写点东西吗，比如:

layout *val1 = pointer;
layout *val2 = val1 + val1.size + sizeof (val1.size);

或者你能推荐我一个更好的方法吗？

Answer 1

这个的标准 C 版本称为灵活数组成员，它看起来像:

struct layout
{
    uint32_t size;
    uchar_t data[];
};

// allocate one of these blocks (in a function)
struct layout *val = malloc( sizeof *val + number_of_bytes );
val->size = number_of_bytes;

---

代码val1->data + val1->size会给你一个指向你刚刚malloc的空间的最后一个指针'd.

但是，您不能迭代一个 malloc 的末尾'd block 并希望再打一个 malloc会挡住。要实现这个想法，您必须 malloc一大块然后放置各种struct layout整个对象，小心alignment .

在这种方法中，最好还存储每个 struct layout 位置的索引。是。理论上，您每次都可以从头开始浏览列表，然后添加 size然后进行对齐调整；但这会很慢，而且这意味着您无法处理中间的 block 被释放和重新“分配”。

如果这是为了直接替代 malloc那么实际上有两个对齐注意事项:

• 对齐struct layout
• data必须针对任何可能的类型对齐

解决这个问题的最简单方法是对齐 struct layout也适用于任何可能的类型。这可能看起来像(注意:#include <stdint.h> 必需):

struct layout
{
    uint64_t size;    // may as well use 64 bits since they're there
    _Alignas(max_align_t) uchar_t data[];
};

另一种可能是保留 size在 32 位并输入 pragma pack防止填充；那么你需要使用一些额外的复杂性来确保 struct layout在 max_align_t 之前放置 4 个字节字节边界，等等。我建议先用简单的方法来做，然后让你的代码运行；然后稍后您可以返回并尝试此更改，以便根据需要节省几个字节的内存。

---

替代方法:

• 保留 struct layout 的每个实例加上它在单独分配中的尾随数据。
• 更改 data成为指向 malloc 的指针'd空间；那么你可以保留所有的struct layout数组中的对象。