Question

如果这是一个愚蠢的问题，请道歉，但很长一段时间我都在困扰我。

我想了解内存管理器如何知道正在使用的内存的一些细节。

想象一下拥有1024B内存的单片机 - 没什么好处。

现在你分配 100 ints - 每个int 4个字节，每个指针 4个字节（是的，8位单片将最多可能有较小的指针，但w / e）。

所以你只用了100英镑 800B 的公羊？但情况更糟 - 分配系统必须以某种方式记录内存在哪里以及它的空闲位置 - 200个额外字节或其他什么？还是有点痕迹？

Answer 1

年轻的开发人员可能会惊讶地发现，像我这样老的老用户曾经用1或2k RAM的系统用C语言写作。

在这种规模的系统中，动态内存分配本来就是我们无法负担的奢侈品。它不仅仅是管理免费存储的指针开销，还有免费存储碎片的影响，使得内存分配效率低下，很可能导致致命的内存不足（虚拟内存不是一种选择）。

因此我们习惯使用静态内存分配（即全局变量），对所有嵌套的函数深度进行非常严格的控制，并对嵌套中断处理进行更严格的控制。

在这些系统上写作时，我甚至没有链接标准库。我编写了自己的C启动例程，并提供了自定义的最小I / O例程。

我在2k ram系统中编写的一个程序使用RAM的下半部分作为数据区域，上部部分作为堆栈。在最后的剪辑中，我证明了堆栈的最大使用量在内存中达到了目前为止，它与数据区域中的最后一个变量相距1个字节。

啊，过去的美好时光......

编辑：

要具体回答您的问题，原来的K＆amp; R免费商店管理员用于将标题块添加到通过malloc分配的每个内存块的开头。

标题栏看起来像这样：

union header {
    struct {
    union header   *ptr;
    unsigned        size;
    } s;
};

其中ptr是下一个标题块的地址，大小是分配的内存大小（以块为单位）。 malloc函数实际上将返回&header + sizeof(header)计算的地址。 free函数会从你提供的指针中减去标题的大小，以便将块重新链接回空闲列表。

Answer 2

有几种方法可以做到这一点：

~~，malloc()每个int一个内存块。完全没效率，因此我将其删除。~~
malloc()一个100 int的数组。无论100*sizeof(int) + 1* sizeof(int*) +内部需要什么，总共需要malloc()。好多了。
静态分配数组。在这里，您只需要100*sizeof(int)。
在堆栈上分配数组。这需要相同，但仅适用于当前的函数调用。

您需要哪些内容取决于您需要多长时间的内存和其他标准。

如果你的内存很少，那么使用malloc()是否有用甚至可能会有问题。如果几个代码块需要大量RAM，但不能同时使用，那么它可以是一个选项。

关于如何跟踪内存地址，这也取决于：

Answer 3

如果这是真的，为什么C常常比汇编器更受青睐？

您过度简化了问题。 C或汇编程序 - 无所谓，你仍然需要管理内存块。主要问题是碎片，而不是实际的管理开销。在你所描述的系统中，你可能只是分配内存并且永远不会释放它，因此无需检查什么是免费的 - 水印以下的任何东西都是免费的，而这就是它。

这真的是这样吗？那么超级低效？

围绕这个问题有很多算法，但是如果你要简化 - 是的，它基本上是。实际上它是一个更复杂的问题 - 还有更复杂的系统围绕服务内存，处理碎片，垃圾收集（在操作系统级别）等等。