Memory Management

2017-11-14 23:18:54

Memory 的作用

  1. Internal tables:

    1. File descriptors: Describe how to communicate with devices;

    2. Process/thread descriptors: Describe how to run a process;

    3. Semaphores and mutexes: Describe the locations of shared memory;

    4. File cache: Describe what is on disk;

  2. Application memory:

    1. private: for this application only;

    2. shared: (e.g., between threads);

    3. copy on write: when forking;

Tiers of memory:

命名

Page: page 是 process's view of the memory; Frame: frame 是 os's view of the memory;

The life cycle of logical memory:

Malloc:

--> Malloc 的行为(理解)

Malloc 记录两个结构：现在正在使用的block的description以及可以被重用的block的description。为了简便，理解为 free list 和 used list；

当调用 malloc 时，如果 free list 中存在一个足够大的block的descriptor，则把这个descriptor 从 free list 中移动到 used list 中，并将指针返回。如果没有，就向操作系统要更多内存。

当调用 free 时，在 used list 中找到 block's descriptor，将其放入 free list；

Effectively： 所有之前已经 freed 的内存可以直接被 malloc 继续分配。所以只需要在free list 中的 descriptor 不够的时候才会 call sbrk（to add another page）；

The buddy System:

这里有一篇文章讲得很好：http://blog.csdn.net/vanbreaker/article/details/7605367;

--> Buddy system descriptors:

  struct descriptor {
      struct descriptor *next;
      void *memory;
  } descriptors[TABLESIZE], *free[POWERS];

--> How buddy system work:

总结：

  • You ask for m bytes;

  • Malloc actually hands out blocks of 2^p - 16;

  • Where actual size is such that 2^(p-1) - 16 < m < 2^p - 16;

  • The first 16 bytes say:

    1. block 的长度（2 的幂次方）；

    2. free list 中的 next pointer；

--> 题点

  1. 注意对于给定大小需求时，实际分配内存大小的推断；

  2. 注意每次malloc所返回的指针之前的16bytes位descriptor，而这个位置是可以被 write over 的，所以如果 free 修改后descriptor的地址，就会 segmentation fault；

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