使用mmap和munmap实现自己的malloc/free

Question

我已经通过自己的malloc实现并免费使用mmap.现在,由于与free不同,munmap也将length作为参数,因此我将length作为附加信息放在映射的内存中.

我的malloc和free的代码如下所示.我想问一下,如果这段代码是好的还是我仍然遗漏任何东西或以错误的方式做某事.

void * malloc ( size_t size )
{
    int *plen;
    int len = size + sizeof( size ); // Add sizeof( size ) for holding length.

    plen = mmap( 0, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, 0, 0 );

    *plen = len;                     // First 4 bytes contain length.
    return (void*)(&plen[1]);        // Memory that is after length variable.
}

void free ( void * ptr )
{
    int *plen = (int*)ptr;
    int len;

    plen--;                          // Reach top of memory
    len = *plen;                     // Read length

    munmap( (void*)plen, len );
}

Answer 1

一些观察:

• 你假设int并且size_t具有相同的大小.如果你想size_t在分配的头部存储一个值,那你为什么不这样做呢？为何介绍int？
• 就内存使用和速度而言,这很可能效率很低.存在显着的开销mmap(),并且通常分配不能小于"页面".大多数真正的分配器试图以malloc()各种方式避免在每个上调用操作系统级功能.
• 如果mmap()失败,它将返回MAP_FAILED,所以应该返回malloc().因此,您需要在取消引用返回的指针之前对其进行测试mmap().
• 打电话free(NULL)应该是有效的事情; 使用你的实现它很可能会导致崩溃,因为你没有 - NULL在假设它有效之前检查参数.

Answer 2

你应该,至少.

• 检查是否mmap失败
• 存储一个size_t大小,而不是int.他们可能会有所不同.
• 返回合适的对齐内存,这里的内存似乎是4字节对齐(当你向intmmap的页面对齐数据添加一个,大概是4个字节.这意味着在返回的内存中存储需要更大对齐的值,例如双重引发性能损失,或某些架构上的彻底崩溃.
• 处理NULL被传递给自由(它应该是无操作)

对于malloc实现,我也希望它至少具有基本的调试支持,例如尝试检测双重释放,尝试检测free'ing无效指针,列出内存不是免费的等等.

请记住,这里的malloc实现可能非常浪费.如果malloc为10个字节,则最终将分配1个页面(4096个字节),所有这些都必须映射到物理内存,其余4082个字节未使用.