In C programming, you can pass any kind of pointer you like as an argument to free, how does it know the size of the allocated memory to free? Whenever I pass a pointer to some function, I have to also pass the size (ie an array of 10 elements needs to receive 10 as a parameter to know the size of the array), but I do not have to pass the size to the free function. Why not, and can I use this same technique in my own functions to save me from needing to cart around the extra variable of the array's length?


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要回答第二个问题,是的,您可以(某种程度上)使用与malloc()相同的技术 通过简单地将每个数组中的第一个单元格分配给数组的大小。 这样就可以在不发送额外size参数的情况下发送数组。

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大多数C内存分配函数的实现都将为每个块存储记帐信息,或者内联存储,或者单独存储。

一种典型的方法(内嵌)是实际分配头部和您要求的内存,填充到某个最小大小。例如,如果你需要20个字节,系统可能会分配一个48字节的块:

包含大小、特殊标记、校验和、指向下一个/上一个块的指针等的16字节报头。 32字节的数据区(你的20字节填充为16的倍数)。

然后给您的地址就是数据区域的地址。然后,当你释放区块时,free将简单地获取你给它的地址,假设你没有填充该地址或它周围的内存,在它之前立即检查会计信息。从图形上看,这将沿着以下路线:

 ____ The allocated block ____
/                             \
+--------+--------------------+
| Header | Your data area ... |
+--------+--------------------+
          ^
          |
          +-- The address you are given

请记住,头和填充的大小完全是由实现定义的(实际上,整个事情都是由实现定义的(a),但内嵌记帐选项是常见的)。

会计信息中存在的校验和和特殊标记通常是导致诸如“内存竞技场损坏”或“双重释放”等错误的原因,如果您覆盖它们或释放它们两次。

填充(使分配更有效)是为什么有时你可以在请求空间的末尾之外写一些而不会引起问题(仍然,不要这样做,这是未定义的行为,只是因为它有时有效,并不意味着可以这样做)。


(a)我在嵌入式系统中编写了malloc的实现,无论你要求什么,你都得到128个字节(这是系统中最大结构的大小),假设你要求128个字节或更少(更多的请求将以NULL返回值满足)。一个非常简单的位掩码(即,不是内联的)被用来决定是否分配128字节的块。

我开发的其他区块有16字节块、64字节块、256字节块和1K块的不同池,同样使用位掩码来决定哪些块被使用或可用。

这两个选项都设法减少了会计信息的开销,并提高了malloc和free的速度(释放时不需要合并相邻的块),这在我们工作的环境中特别重要。

来自comp.lang.c常见问题列表:free如何知道释放多少字节?

malloc/free实现在分配每个块时记住它的大小,因此在释放时不需要提醒它大小。(通常,大小存储在已分配块的相邻位置,这就是为什么如果已分配块的边界稍有超出,情况通常会很糟糕)

在调用malloc()时,指定要分配的内存量。实际使用的内存量略大于此值,并包括额外的信息,记录(至少)块的大小。你不能(可靠地)访问其他信息-你也不应该:-)。

当调用free()时,它只是查看额外的信息,以确定块有多大。

要回答第二个问题,是的,您可以(某种程度上)使用与malloc()相同的技术 通过简单地将每个数组中的第一个单元格分配给数组的大小。 这样就可以在不发送额外size参数的情况下发送数组。

当您调用malloc时,堆管理器将属于已分配块的内存量存储在某处。

我从来没有实现一个自己,但我猜在前面的内存分配块可能包含元信息。