C中的内存分配

Question

下面是 ma​​lloc() 的一个非常非常简单的版本，似乎为我分配了一些空间，但除了没有 free() 之外，我不检查我是否已经超出了分配的空间，如何检查代码是否正确？

“C”专家会因为任何明显的错误而扇我耳光吗？

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

#define MAX_MEMORY 1024 * 1024 * 2 /* 2MB of memory */

void *stack = NULL; /* pointer to available stack */
void * memoryAlloc(size) {
    if (stack == NULL)
        stack = sbrk(MAX_MEMORY); /* give us system memory */

    void *pointer;
    pointer = (void *)stack + size; /* we always have space :) */
    stack += size; /* move in stack forward as space allocated */
    return pointer;
}

Answer 1

除了 Ned Batchelder 指出的基本问题之外，一个更微妙的问题是分配器必须返回一个与正在分配的任何对象正确对齐的地址。在某些平台（x86）上，除了性能问题外，这可能并不重要，但在许多平台上，这完全是一个问题。

我还必须执行 (char*) 强制转换来执行 stack 指针算术（您不能对 void* 类型进行指针算术） ）。

并且您应该在 MAX_MEMORY 宏中的表达式两边加上括号。我认为如果没有它们，您不会遇到任何优先级问题，因为所有比乘法优先级高的运算符无论如何都不是正确的语法。对于宏，总是安全总比后悔好。 （至少有一个例外，[] 运算符只能绑定到 2 而不是整个 MAX_MEMORY 表达式，但这将是一个看到 MAX_MEMORY[arrayname] 的情况非常奇怪，即使它在语法上是有效的）。

事实上，我会把它变成一个枚举。

您可以通过返回与系统上的任何基本数据类型正确对齐的内存块（可能是 8 字节对齐）来保持分配器简单：

/* Note: the following is untested                   */
/*       it includes changes suggested by Batchelder */

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

enum {
    kMaxMemory = 1024 * 1024 * 2, /* 2MB of memory */
    kAlignment = 8
};

void *stack = NULL; /* pointer to available stack */
void * memoryAlloc( size_t size) {
    void *pointer;

    size = (size + kAlignment - 1) & ~(kAlignment - 1);   /* round size up so allocations stay aligned */

    if (stack == NULL)
    stack = sbrk(kMaxMemory); /* give us system memory */

    pointer = stack; /* we always have space :) */
    stack = (char*) stack + size;   /* move in stack forward as space allocated */
    return pointer;
}

Answer 2

有一些问题：

1. 您在函数中间声明 pointer，这在 C 中是不允许的。

2. 您将指针设置为 stack+size，但您希望它只是 stack。否则，您将返回一个指向您正在分配的内存块末尾的指针。因此，如果您的调用者使用该指针处的所有 size 字节，他将与另一个内存块重叠。如果您在不同时间获得不同大小的块，则会有两个调用者尝试使用相同字节的内存。

3. 当您执行stack += size时，您不是按size字节而是按sizestack > void*'s，它几乎总是更大。

Answer 3

首先，正如其他人已经指出的，您在块的中间声明变量，这仅在 C99 中允许，但在 C89/90 中不允许。也就是说，我们必须得出结论，您正在使用 C99。

其次，您以 K&R 风格（无参数类型）定义函数，但同时稍后不声明参数类型。这样你就依赖于“隐式 int”规则，这在 C99 中是非法的。也就是说，我们必须得出结论，您没有使用C99。这已经和“第一”部分矛盾了。 （此外，习惯上使用无符号类型来表示“对象大小”的概念。size_t是通常用于此目的的专用类型）。

第三，您在 void * 指针上使用指针算术，这在 C89/90 和 C99 中始终是非法的。我什至不知道我们可以从中得出什么结论:)

请决定您要使用的语言，然后我们将从那里开始。