内存池代码,核心部分平台通用

bluehousedahui 2010-08-30 04:09:36

#include "stdio.h"


//申请空间头结构
struct new_head{
unsigned int new_size; //申请空间块总大小
void * p_use;
unsigned int magic; //合法性校验,值为(p_user+new_size)
};

//空闲空间头结构
struct free_head{
unsigned int free_size; //空闲块总大小
struct free_head * prev; //上一个空闲块指针
struct free_head * next; //下一个空闲块指针
unsigned int magic; //合法性校验,值为 (prev+next+free_size)
};

//定义magic宏
#define NEW_MAGIC(var_addr) ((unsigned int)var_addr->p_use+var_addr->new_size)
#define FREE_MAGIC(var_addr) ((unsigned int)var_addr->prev + (unsigned int)var_addr->next + var_addr->free_size)

//错误码
#define HEAP_ERR 1 //堆检查错误
#define FREE_ERR 2 //释放指针错误
#define SIZE_ERR 3 //平台移植问题

struct free_head *global_first_pFreeHead; //全局 地址最低的空闲块

//错误处理打印函数
void _RamDP_error(int err_code, char * file_name, unsigned int line_num)
{
printf("***出现错误:%s中第%d行\r\n",file_name,line_num);
switch(err_code)
{
case HEAP_ERR:
//堆检查错误
printf("***堆检查错误,存在指针超范围使用。\r\n");
break;
case FREE_ERR:
//释放指针检查错误
printf("***指针检查错误,该指针已被释放或存在指针超范围使用。\r\n");
break;

case SIZE_ERR:
//平台移植性问题
printf("***存在平台移植性问题,可在struct free_head 或struct new_head中增加字符数组时表达式sizeof(free_head)和sizeof(new_head)+sizeof(int)大小相等。");
break;
default:
//
0;
}
while(1);
};

//初始化动态内存块
int free_init(void* start_add,unsigned int size)
{
if(sizeof(free_head)!=sizeof(new_head)+sizeof(int))
{
_RamDP_error(SIZE_ERR,__FILE__,__LINE__);
}

global_first_pFreeHead = (struct free_head *)start_add;
global_first_pFreeHead->free_size = (size/sizeof(int))*sizeof(int);
global_first_pFreeHead->prev = global_first_pFreeHead;
global_first_pFreeHead->next = NULL;
global_first_pFreeHead->magic = FREE_MAGIC(global_first_pFreeHead);
return 0;
}

/************************************/
/******** 申请内存函数 **************/
/*** 使用宏 new_n() 实现调试信息 ***/
#define new_n(new_size) New_SelfTest(new_size, __FILE__, __LINE__)
void * New_SelfTest(unsigned int new_size, char * file_name, unsigned int line_num)
{
struct free_head * p_free = NULL; //链表遍历指针
struct free_head * tmp = NULL; //暂存指针
struct new_head * new_tmp; //申请内存头指针

if(new_size == 0) return NULL;
new_size = (((new_size - 1) / sizeof(int) ) * sizeof(int)) + sizeof(int); //使申请字节数为sizeof(int)的倍数

for(p_free = global_first_pFreeHead; p_free != NULL; p_free = p_free->next) //查找空闲块链表中符合要求的最小块
{
/// for debug
if(p_free->magic != FREE_MAGIC(p_free)) //检查空闲内存头合法性
{
_RamDP_error(HEAP_ERR,file_name,line_num);
return NULL;
}

if(p_free->free_size >= (new_size + sizeof(struct new_head)))
{
if(tmp == NULL || tmp->free_size > p_free->free_size)
{
tmp = p_free;
}
}
}

if(tmp != NULL) //从该空闲块中剥离申请空间
{
p_free = (struct free_head *)(((char *)tmp) + new_size + sizeof(struct new_head));
if(p_free <= (struct free_head *)((char *)tmp + tmp->free_size - sizeof(struct free_head)))
{
p_free->free_size = tmp->free_size - (new_size + sizeof(struct new_head));
if(global_first_pFreeHead == tmp)
{
global_first_pFreeHead = p_free;
p_free->prev=p_free;
}
else
{
p_free->prev=tmp->prev;
}
p_free->next = tmp->next;
p_free->magic = FREE_MAGIC(p_free);
}
else
{
if(global_first_pFreeHead == tmp)
{
global_first_pFreeHead = tmp->next;

tmp->next->prev = tmp->next;
tmp->next->magic = FREE_MAGIC(tmp->next);
}
else
{
tmp->prev->next=tmp->next;
tmp->prev->magic=FREE_MAGIC(tmp->prev);

tmp->next->prev=tmp->prev;
tmp->next->magic=FREE_MAGIC(tmp->next);
}
}
}
else
return NULL;

// 将剥离的空间初始化,并返回可用空间指针
new_tmp = (struct new_head *)tmp;
new_tmp->new_size = new_size + sizeof(struct new_head);
new_tmp->p_use=((char *)new_tmp) + sizeof(struct new_head);
new_tmp->magic = NEW_MAGIC(new_tmp);
return new_tmp->p_use;
}

/************************************/
/******** 内存释放函数 **************/
/*** 使用宏 free_n() 实现调试信息 ***/
#define free_n(p) Free_SelfTest(p,__FILE__,__LINE__)
void Free_SelfTest(void *p,char * file_name, unsigned int line_num)
{
struct new_head * p_tmp; //
struct free_head * p_new; //
struct free_head * p_free; //链表遍历指针
unsigned int bytes_num; //记录释放空间大小

p_tmp = (struct new_head *)((char *)p - sizeof(struct new_head)); //指向申请内存头
p=NULL; //将p设为NULL,防止成为野指针。

if(p_tmp->magic != NEW_MAGIC(p_tmp)) //检查内存头合法性
{
_RamDP_error(FREE_ERR,file_name,line_num);
return;
}

bytes_num = p_tmp->new_size;//记录释放空间大小
p_new = (struct free_head *)p_tmp; //将该内存块变为空闲块
p_new->free_size = bytes_num;

for(p_free = global_first_pFreeHead; p_free != NULL; p_free = p_free->next) //将释放区域插入链表中
{
/// for debug
if(p_free->magic != FREE_MAGIC(p_free)) //检查空闲内存头合法性
{
_RamDP_error(HEAP_ERR,file_name,line_num);
return;
}

if(p_new < p_free) //插在当前快链的前面
{
if(global_first_pFreeHead == p_free)
{
global_first_pFreeHead = p_new;
p_new->prev = p_new;
}
else
{
p_new->prev = p_free->prev;
}
p_new->next = p_free;

p_free->prev = p_new;
p_free->magic = FREE_MAGIC(p_free);
break;
}
else if(p_new < p_free->next || p_free->next == NULL)
{
p_new->prev = p_free;
p_new->next = p_free->next;

p_free->next->prev = p_new;
p_free->next->magic = FREE_MAGIC(p_free);

p_free->next = p_new;
p_free->magic = FREE_MAGIC(p_free);
break;
}
}
p_new->magic = FREE_MAGIC(p_new);

if(p_new == (struct free_head *)((char *)p_new->prev + p_new->prev->free_size)) //判断前向连续性
{
p_new->prev->next = p_new->next;
p_new->prev->free_size += p_new->free_size;
p_new = p_new->prev;
p_new->magic = FREE_MAGIC(p_new);
}

if(p_new == (struct free_head *)((char *)p_new->next - p_new->free_size)) //判断后向连续性
{
p_new->free_size += p_new->next->free_size;
p_new->next = p_new->next->next;
p_new->magic = FREE_MAGIC(p_new);
}

}

/************************/
/******* 测试代码 *******/
/************************/
#include "stdio.h"
unsigned int free_tmp[1024*1024*2/4]={0}; //测试使用,为堆开辟空间。

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
unsigned int i=0;
printf(" int类型字节数为:%d \r\n 无符号整形最大值为:%u \r\n 打印文件名: %s\r\n 行号: %d\r\n",sizeof(int),\
i-1,__FILE__,__LINE__);
free_init(free_tmp,1024*1024*2);

int * p0=(int *)new_n(sizeof(int));
*p0=0x12345678;


int *p1=(int *)new_n(sizeof(int));
*p1=0x77777777;
//free_n(p0);

free_n(p0);
p0=(int *)new_n(sizeof(int));
*p0=0x11223344;

int *p2=(int *)new_n(sizeof(int)*1);
p2[0]=0x12341234;
//p2[1]=0x66668888;

free_n(p1);
p1=(int *)new_n(sizeof(int));
*p1=0x11223344;

int * p3=(int *)new_n(sizeof(int)*1);
p3[0]=0x11111111;
//p3[1]=0x22222222;
//p3[2]=0x33333333;

free_n(p0);
//free_n(p0);
free_n(p2);
free_n(p3);
free_n(p1);
return 0;
}
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walw521 2010-08-30
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学习!
Jackeeeee 2010-08-30
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惭愧啊
「已注销」 2010-08-30
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#define align(val,align) (((val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
bluehousedahui 2010-08-30
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[Quote=引用 3 楼 chenyu2202863 的回复:]
呵呵,看看我这个~
http://topic.csdn.net/u/20100823/09/45084eb8-a8bb-48e0-890c-291ac29e5d68.html
[/Quote]
3楼果然强大,小生的代码只适用于裸奔的嵌入式系统中,见笑了。
bluehousedahui 2010-08-30
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[Quote=引用 1 楼 qf17331733 的回复:]
这代码有问题吗?
[/Quote]
上面代码是我经过数次修正后的结果,也感谢大牛指点,我觉得应该考虑的很周全了,也随时希望大牛抛砖!
qf17331733 2010-08-30
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这代码有问题吗?
本PDF电子书包含上下两册,共1576页,带目录,高清非扫描版本。 作者: 毛德操 胡希明 丛书名: Linux内核源代码情景分析 出版社:浙江大学出版社 目录 第1章 预备知识 1.1 Linux内核简介. 1.2 Intel X86 CPU系列的寻址方式 1.3 i386的页式内存管理机制 1.4 Linux内核源代码中的C语言代码 1.5 Linux内核源代码中的汇编语言代码 第2章 存储管理 2.1 Linux内存管理的基本框架 2.2 地址映射的全过程 2.3 几个重要的数据结构和函数 2.4 越界访问 2.5 用户堆栈的扩展 2.6 物理页面的使用和周转 2.7 物理页面的分配 2.8 页面的定期换出 2.9 页面的换入 2.10 内核缓冲区的管理 2.11 外部设备存储空间的地址映射 2.12 系统调用brk() 2.13 系统调用mmap() 第3章 中断、异常和系统调用 3.1 X86 CPU对中断的硬件支持 3.2 中断向量表IDT的初始化 3.3 中断请求队列的初始化 3.4 中断的响应和服务 3.5 软中断与Bottom Half 3.6 页面异常的进入和返回 3.7 时钟中断 3.8 系统调用 3.9 系统调用号与跳转表 第4章 进程与进程调度 4.1 进程四要素 4.2 进程三部曲:创建、执行与消亡 4.3 系统调用fork()、vfork()与clone() 4.4 系统调用execve() 4.5 系统调用exit()与wait4() 4.6 进程的调度与切换 4.7 强制性调度 4.8 系统调用nanosleep()和pause() 4.9 内核中的互斥操作 第5章 文件系统 5.1 概述 5.2 从路径名到目标节点 5.3 访问权限与文件安全性 5.4 文件系统的安装和拆卸 5.5 文件的打开与关闭 5.6 文件的写与读 5.7 其他文件操作 5.8 特殊文件系统/proc 第6章 传统的Unix进程间通信 6.1 概述 6.2 管道和系统调用pipe() 6.3 命名管道 6.4 信号 6.5 系统调用ptrace()和进程跟踪 6.6 报文传递 6.7 共享内存 6.8 信号量 第7章基于socket的进程间通信 7.1系统调用socket() 7.2函数sys—socket()——创建插口 7.3函数sys—bind()——指定插口地址 7.4函数sys—listen()——设定server插口 7.5函数sys—accept()——接受连接请求 7.6函数sys—connect()——请求连接 7.7报文的接收与发送 7.8插口的关闭 7.9其他 第8章设备驱动 8.1概述 8.2系统调用mknod() 8.3可安装模块 8.4PCI总线 8.5块设备的驱动 8.6字符设备驱动概述 8.7终端设备与汉字信息处理 8.8控制台的驱动 8.9通用串行外部总线USB 8.10系统调用select()以及异步输入/输出 8.11设备文件系统devfs 第9章多处理器SMP系统结构 9.1概述 9.2SMP结构中的互斥问题 9.3高速缓存与内存的一致性 9.4SMP结构中的中断机制 9.5SMP结构中的进程调度 9.6SMP系统的引导 第10章系统引导和初始化 10.1系统引导过程概述 10.2系统初始化(第一阶段) 10.3系统初始化(第二阶段) 10.4系统初始化(第三阶段) 10.5系统的关闭和重引导

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