malloc函数在Linux系统下的原理性实现

其 实现 原理 和 工 作机 制 。 ｍ ｌ 但 ａｏ ｌ ｃ函数 在 Ｌｎｘ系统 下是 不 能 直接 使 用 的 ， 给 Ｃ程 序 的 编 写 和移 植 带 来 了很 大 的 不便 。 ｉｕ 这 基
于这 种 原 因 ， 出 了在 Ｌｎ ｘ系统 下 ｍ ｌ ｃ ） 实 现 方 法 。 提 ｉｕ ａｌ （ 的 ｏ
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ｍ ｉ０ ａｎ 空 廷 开 忙坶 掰 婿 ， 进程 Ｉ ｛ｌ ： Ｓ ｉｔ ｎ， ｒ ｙ ／ｃ ｔ 一 个 计 数 器 ，ｒ ｙ 一 个 整 型 ｎ ｔ ａｒ ；＊ｎ 是 ｃ ＊ ａ ａｒ 是 ａ 图 １ 空 闲链 表 指 针 ． 于 指 向 整 型数 组 的首 地 址 ， 用 ３ ｍａｌｃ ） Ｌｎ ｘ系 统 下 的 实现 、 ｌ （ 在 ｉｕ ｏ ｉ（ ｒｙ （ ｔ ｍ ｌｃ（ ｉ ｏ ｉ ）：＝ Ｕ Ｌ ｆａ ａ＝ｉ ） ａ ｏ １ ｓ ｅｆｎ ） Ｎ Ｌ ） （ｒ ｎ ０ ｚ （ ｔ） ３ １ｍ ｌ ｃ ） ． ａ ｏ （ 分配 内存 前 的 初 始 化 ｌ ｛ ｍａｌ ｅ ｉｉ 是 初 始 化 内 存 分 配 程 序 的 函 数 。 它 完 成 以下 三 ｌｏ ｎｔ ｐ ｔ” ￣ ｆ 分配 存 储 空 间 失 败 ！” （ ） ；
＊ ｌｃ（ ｚ ） 里 的 ｓｅ ｔ 在 ｓ ｌ ． ｍａｏ ｓ ｅ ｔ ； ｌ ｉ ｎ这 ｉ 是 ｚ ｔ ｉ ｈ中定 义 的 一 个 类 型 ， ｄｂ 它 是 一 个 无 符 号 整 型 这个 整 型 能够 满 足所 有 对 存 储 块 大 小 描 述 的 需 要 。ｍａ ｏ （ 的返 回值 为ｆｏ １ 型 ． 分 配 一 段 能 存 放 ｌ ｅ） ｌ ｖｉ 类 ｄ 它 大 小 为 ｎ的 数 据 的 存 储块 ，返 回对 应 的指 针 值 ：如 果 申请 失 败 （ 找不 到 能 满 足 要 求 的存 储 块 ） 返 回 Ｎ Ｌ 在 使 用 时 ， 该 把 就 ＵＬ 应 ｍ ｌｃ ） 返回值转换 到特定指针类型 ， 给一个 指针变量 ， ａｏ（的 ｌ 赋 如 程 序 １ 。 程 序 １ 动态 分配 存 储 单 元 ） （ ：
【 关键词 】 ｍ ｌ ｅｆ ｅＬｎｘ ｄ ｎｍ ｃｍ ｍｏ ａ ｏａ ｏ ； ： ａ ｏ ； ｅ ；ｉｕ ；ｙ ａ ｉ ｅ ￣ ｌ ｃｔ ｎ ｌ ｒ ｌ ｉ
０、 言 引
破 坏 程 序 的运 行 ， 可 能 造成 本 程 序 或 者 整 个 操 作 系 统 的 崩溃 还
用 Ｃ语 言 来 编写 高 质 量 的 代 码 ． 内存 的 动 态 分 配 是 非 常 ２ ｍａｌｃ（ 的 工作 机制 对 、 ｌ ｏ ） 重要 的 。要 进 行 内存 的 动 态 分 配 ． ａ ｏ （ 函数 是 实 现 的方 法 之 ｍ １ｃ） １ ｉａ ｏ ｎ ｌ ｅ函数 的实 质 是 它有 一个 将 可 用 的 内 存 块 连 接 为 一 个 在 Ｘ８ ６操 作 系 统 下我 们 可 以很 方便 的 调 用 Ｉ ｌ ｃ ） ｌ ｌ （ 函数 来 长长 的列 表 的所 谓 空 闲 链 表 ［ 。 用 ｍ ｌ ｃ ） ｌ ｏ ａ ２ 调 】 ａｌ （ 函数 时 ， ｏ 它沿 着 连 实 现 内 存 的 动 态 分 配 。但 是 在 ｎ ｘ系 统 下 ，是 不 能 直 接 实 现 接 表 寻 找 一 个 大 到 足 以满 足 用 户请 求所 需要 的 内存 块 。 后 ． ｕ 然 将 ｍａｏ （ 函 数 的 功 能 的 。 这使 得 在 Ｌｎ ｘ下 编 写 Ｃ程 序 ， 者 说 该 内存 块 一 分 为 二 （ 块 的大 小与 用 户 申请 的 大小 相 等 ． 一块 ｌｃ ） ｌ ｉ ｕ 或 一 另
一
。
将 编 写好 的 程 序 移 植 到 Ｌｎ ｘ系统 下 ． 成 了 很 多 不 便 的地 方 ｉｕ 造
的大 小 就 是 剩 下 来 的 字 节 ） 。接 下 来 ． 分 配 给 用 户 的 那 块 内存 将 文章 就 通 过 对 ｍ ｌ ｅ ） ａｌ （ 函数 的原 理 进 行 分 析 后 ． 在 “ｎｘ系 统 存 储 区 域 传 给 用 户 ， 将 剩 下 的 那 块 （ 果 有 的 话 ） 回 到 连接 ｏ 再 ｕ 并 如 返 下实 现 ｍ ｌ （ 函 数 的 功能 。 ｌ ｃ ａｏ ） 表 上 。 用 ｆ ｅ函 数 时 ． 将 用 户 释 放 的 内存 块 连 接 到 空 闲 链表 调 ｒ ｅ 它 ｌ ｍａｌｃ介 绍 、 ｌ ｏ 上 。到 最 后 ， 闲链 会 被 切 成 很 多 的小 内存 片段 ． 果 这 时 用 户 空 如 Ｃ语 言 对 内存 的 动 态 存 储 管 理 由 一 组 标 准 库 函 数 来 实 现 申请 一 个 大 的 内 存 片段 ．那 么 空 闲链 表 上 可 能 没 有 可 以满 足用 的 ， 函数 原 型 在 头 文 件 ｓ ｌ ． 描 述 『１需 要 用 这 些 功 能 时 户 要 求 的 片 段 了 。 是 ， ａ ｏ （ 函数 请 求 延 时 ． 开 始 在 空 闲链 其 ｔ ｉ ｈ里 ｄｂ １， 于 ｍ ｌｃ ） 并
应 包 含 这 个 头 文 件 。 动 态存 储单 元 分 配 有 关 的 函数 共有 ４个 ． 表 上 检 查 各 内存 片段 ． 它 们 进 行 内存 整 理 ． 与 对 将相 邻 的 小 空 闲块 其 中就 包 括 动 态 内 存 分 配 函 数 ｍ ｌ ｃ （ 。其 函 数 原 型 是 ：ｏ 合 并 成 较 大 的 内 存块 。 如 图 ｌ所 示 ： ａｏ ） ｌ ｖｉ ｄ
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建 电
脑
２１ ０ ０年第 ６期
ｍ ｌ ｃ函数 在 Ｌｎ ｘ系统 下 的原 理 性 实现 ａｏ ｌ ｉｕ
贺 伟
（阿 坝 师 范 高等 专 科 学校 电子 信 息 工 程 系 四 川 郫 县 ６ １ ４ １ ７ １）
【 摘
要】 ：ｍａ ｏ （ 函数是 Ｃ语 言中进行 内存 动态分配的标准库 函数。文章对 ｍａｏ （ 函数进行 简要 的介绍并分析 了 ｌｃ） ｌ ｌ ｃ） ｌ