UE4源码剖析：MallocBinned（上）
近期着手UE4项目开发，对UnrealEngine已久仰慕，源码终于得此机会深入探索。源码鉴于项目内存性能问题，源码决定从内存分配器着手，源码深入研读UE4源码。源码突破筹码指标源码虽个人水平有限，源码尚不能全面理解，源码但愿借此机会揭开源码神秘面纱，源码让新手朋友们不再感到陌生。源码
UE4内存分配器位于硬件抽象层HAL（Hardware Abstraction Layer）中。源码具体装箱内存分配器代码位于VS项目目录：UE4/Source/Runtime/Core/Private/HAL/MallocBinned。源码
分析从ApplePlatformMemory::BaseAllocator开始，源码可发现Mac平台的源码默认分配器为MallocBinned，iOS的源码默认分配器为MallocAnsi。以下将重点分析MallocBinned。
一、确定对齐方式
FScopeLock用于局部线程锁，确保线程同步。关于Alignment的确定，通常使用默认值。默认值取决于内存对齐方式，此处默认对齐为8字节。
二、imageprinter源码确定有足够空间来内存对齐
代码中，SpareBytesCount用于确认空间足够。若分配内存小于8字节，则按Alignment大小匹配箱体；若大于8字节，则按Size + Alignment - sizeof(FFreeMem)匹配箱体。
三、确定箱体大小
根据Size的大小，有三种不同的处理方式。k以下的内存分配采用装箱分配，PoolTable中包含个不同大小的池子。
四、初始化内存池
分析内存池初始化过程，主要工作包括：确定内存大小，分配内存块，设置内存池基本信息。
五、内存装箱
AllocateBlockFromPool从内存池中分配一个Block，实现内存装箱过程。
Linux内存管理（三）--内存分配之malloc
本文将探讨 Linux 中动态内存分配的核心机制，特别是 malloc 函数的运作原理。开源社区提供了丰富的内存分配器，其中 glibc 中的 ptmalloc2 就是基于 dlmalloc 并引入多线程支持的实例。malloc 的预售 源码源码位于 glibc-2.\malloc\malloc.c 文件中，它实际上是指向内部实现的别名 __libc_malloc。
动态内存分配主要通过两个系统调用完成：mmap 和 brk。当所需内存大小超过预设阈值（默认KB）时，使用mmap分配；否则，采用brk分配。这一策略旨在平衡系统调用的频繁程度与内存分配的效率。
为了提升效率，malloc 实际上利用了池化思想，预先分配较大的内存块，以便在后续请求时直接使用，避免频繁调用系统调用。这一过程涉及多个核心数据结构的使用，包括 arena、malloc_state、heap_info、chunk 等。
arena 被用来表示连续的堆区域，分为 main arena 和 thread arena。main arena 作为全局变量存在于 libc.so 的数据段中，不需维护多个堆，且可通过 sbrk 扩展堆段。在内存耗尽时，main arena 可以通过 sbrk 或 mmap 扩展堆段至遇到内存映射段。crysadm 源码另一方面，thread arena 的数量有限，以减少开销，当线程数量超过 arena 数量时，arena 开始共享。
heap_info 用于存储堆的元数据，当一个 thread arena 的堆空间耗尽时，新的堆会映射到该 thread arena 中。chunk 则是描述内存分配的基本单位，包含 chunk 的大小、上一个 chunk 的状态信息以及对齐需求。
在内存组织方面，存在多种类型的 chunk，包括已分配 chunk、空闲 chunk、top chunk 和 last remainder chunk。top chunk 位于 arena 的最顶部，用于处理所有 bin 中未找到合适空闲内存的情况。当 top chunk 大小不合适时，它会被分割或通过系统调用扩容。
关于 free chunk 的管理、brk 与 mmap 的详细解释将在后续文章中深入探讨。更多关于内存管理的underscore源码内容可参考《嵌入式 Linux 笔记》专栏。请在引用时注明出处。
+ 张图剖析内存分配之 malloc 详解
内存分配之 malloc 详解
malloc函数的复杂性使得直接分析其源码较为困难，但我们可以关注其操作过程。首先，理解malloc分配的内存结构十分重要。当我们使用malloc时，分配的内存不仅包括用户请求的大小，还会附带首部和尾部，用于管理。 内存分配示例中，用户申请0x字节，实际分配的fill区域包含了系统预置的cookie和填补区。fill区域的上边和下边有gap，用于区分可使用和不可使用内存，并在归还时检测是否越界。debug header由上gap中的7个连续区域组成。 进入程序前，系统会创建一个管理内存的堆空间，通过__cdecl_heap_init函数，构建一个个HEADER节点的链表，每个节点管理1MB内存。每个节点包含pHeapData指针，代表虚拟地址，尚未分配，将1MB分为个KB段。 继续深入，pRegion指向的tagRegion结构中，每个内存段（group）有8个4KB内存页，链表中挂载着可用内存。分配时，会从挂载内存的链表中查找，若无则扩展到其他链表。归还时，通过比较地址范围判断归属group，并通过合并空闲内存块和更新分配次数来操作。 当一个group全回收后，并非立刻归还给系统，而是等待其他group回收后再合并释放。这样可以避免频繁地与操作系统交互，提高效率。内存分配不再神秘：深入剖析malloc函数实现原理与机制
内存是计算机中至关重要的资源，CPU仅能直接读取内存中的数据。内存分配有三种方式：malloc函数、new和calloc函数。malloc函数用于在内存中找一片指定大小的空间，返回该空间的首地址。了解malloc相关的几个函数，包括malloc、void*和free()函数。malloc分配的内存大小至少为参数所指定的字节数，返回一个指向可用内存起始位置的指针，多次调用malloc所分配的地址不能有重叠部分。malloc和free是配对使用的，释放内存时只能释放一次，释放空指针不会出错。new函数返回指定类型的指针，并自动计算所需大小。calloc函数用于在堆区申请动态内存空间，返回类型为空指针，参数包括元素个数和每个元素的字节大小。realloc函数用于为已分配的内存块增加或减少内存大小，保留原始内容。free函数用于释放由malloc、calloc或realloc分配的内存。在使用这些函数时，合理地分配和释放内存是非常重要的。通过了解内存分配的原理，可以更有效地管理计算机资源，避免内存泄漏等问题。为了更深入地学习Linux内核技术，可以加入技术交流群并获取学习资源，获取Linux内核源码资料文档和视频资料。
ptmalloc2 源码剖析3 -- 源码剖析
文章内容包含平台配置、malloc_state、arena实例、new_arena、arena_get、arena_get2、heap、new_heap、grow_heap、heap_trim、init、malloc_hook、malloc_hook_ini、ptmalloc_init、malloc_consolidate、public_mALLOc、sYSMALLOc、freepublic_fREe、systrim等关键模块。
平台配置为 Debian AMD，使用ptmalloc2作为内存分配机制。
malloc_state 表征一个arena，全局只有一个main_arena实例，arena实例通过malloc_init_state()函数初始化。
当线程尝试获取arena失败时，通过new_heap获取内存区域，构建非main_arena实例。
arena_get和arena_get2分别尝试线程的私有实例和全局arena链表获取arena，若获取失败，则创建new_arena。
heap表示mmap映射连续内存区域，每个arena至少包含一个heap，且起始地址为HEAP_MAX_SIZE整数倍。
new_heap尝试mmap映射内存，实现内存对齐，确保起始地址满足要求。
grow_heap用于内存扩展与收缩，依据当前heap状态调用mprotect或mmap进行操作。
heap_trim释放heap，条件为当前heap无已分配chunk或可用空间不足。
init阶段，通过malloc_hook、realloc_hook和__memalign_hook函数进行内存分配。
malloc_consolidate合并fastbins和unsortedbin，优化内存分配。
public_mALLOc作为内存分配入口。
sYSMALLOc尝试系统申请内存，实现内存分配。
freepublic_fREe用于释放内存，针对map映射内存调用munmap，其他情况归还给对应arena。
systrim使用sbrk归还内存。
用C语言写的计算器源代码
#include<stdio.h>
#include<iostream.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<ctype.h>
typedef float DataType;
typedef struct
{
DataType *data;
int max;
int top;
}Stack;
void SetStack(Stack *S,int n)
{
S->data=(DataType*)malloc(n*sizeof(DataType));
if(S->data==NULL)
{
printf("overflow");
exit(1);
}
S->max=n;
S->top=-1;
}
void FreeStack(Stack *S)
{
free(S->data);
}
int StackEmpty(Stack *S)
{
if(S->top==-1)
return(1);
return(0);
}
DataType Peek(Stack *S)
{
if(S->top==S->max-1)
{
printf("Stack is empty!\n");
exit(1);
}
return(S->data[S->top]);
}
void Push(Stack *S,DataType item)
{
if(S->top==S->max-1)
{
printf("Stack is full!\n");
exit(1);
}
S->top++;
S->data[S->top]=item;
}
DataType Pop(Stack *S)
{
if(S->top==-1)
{
printf("Pop an empty stack!\n");
exit(1);
}
S->top--;
return(S->data[S->top+1]);
}
typedef struct
{
char op;
int inputprecedence;
int stackprecedence;
}DataType1;
typedef struct
{
DataType1 *data;
int max;
int top;
}Stack1;
void SetStack1(Stack1 *S,int n)
{
S->data=(DataType1*)malloc(n*sizeof(DataType1));
if(S->data==NULL)
{
printf("overflow");
exit(1);
}
S->max=n;
S->top=-1;
}
void FreeStack1(Stack1 *S)
{
free(S->data);
}
int StackEmpty1(Stack1 *S)
{
if(S->top==-1)
return(1);
return(0);
}
DataType1 Peek1(Stack1 *S)
{
if(S->top==S->max-1)
{
printf("Stack1 is empty!\n");
exit(1);
}
return(S->data[S->top]);
}
void Push1(Stack1 *S,DataType1 item)
{
if(S->top==S->max-1)
{
printf("Stack is full!\n");
exit(1);
}
S->top++;
S->data[S->top]=item;
}
DataType1 Pop1(Stack1 *S)
{
if(S->top==-1)
{
printf("Pop an empty stack!\n");
exit(1);
}
S->top--;
return(S->data[S->top+1]);
}
DataType1 MathOptr(char ch)
{
DataType1 optr;
optr.op=ch;
switch(optr.op)
{
case'+':
case'-':
optr.inputprecedence=1;
optr.stackprecedence=1;
break;
case'*':
case'/':
optr.inputprecedence=2;
optr.stackprecedence=2;
break;
case'(':
optr.inputprecedence=3;
optr.stackprecedence=-1;
break;
case')':
optr.inputprecedence=0;
optr.stackprecedence=0;
break;
}
return(optr);
}
void Evaluate(Stack *OpndStack,DataType1 optr)
{
DataType opnd1,opnd2;
opnd1=Pop(OpndStack);
opnd2=Pop(OpndStack);
switch(optr.op)
{
case'+':
Push(OpndStack,opnd2+opnd1);
break;
case'-':
Push(OpndStack,opnd2-opnd1);
break;
case'*':
Push(OpndStack,opnd2*opnd1);
break;
case'/':
Push(OpndStack,opnd2/opnd1);
break;
}
}
int isoptr(char ch)
{
if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'||ch=='(')
return(1);
return(0);
}
void Infix(char *str)
{
int i,k,n=strlen(str);
char ch,numstr[];
DataType opnd;
DataType1 optr;
Stack OpndStack;
Stack1 OptrStack;
SetStack(&OpndStack,n);
SetStack1(&OptrStack,n);
k=0;
ch=str[k];
while(ch!='=')
if(isdigit(ch)||ch=='.')
{
for(i=0;isdigit(ch)||ch=='.';i++)
{
numstr[i]=ch;
k++;
ch=str[k];
}
numstr[i]='\0';
opnd= atof(numstr);
Push(&OpndStack,opnd);
}
else
if(isoptr(ch))
{
optr=MathOptr(ch);
while(Peek1(&OptrStack).stackprecedence>=optr.inputprecedence)
Evaluate(&OpndStack,Pop1(&OptrStack));
Push1(&OptrStack,optr);
k++;
ch=str[k];
}
else if(ch==')')
{
optr=MathOptr(ch);
while(Peek1(&OptrStack).stackprecedence>=optr.inputprecedence)
Evaluate(&OpndStack,Pop1(&OptrStack));
Pop1(&OptrStack);
k++;
ch=str[k];
}
while(!StackEmpty1(&OptrStack))
Evaluate(&OpndStack,Pop1(&OptrStack));
opnd=Pop(&OpndStack);
cout<<"你输入表达式的计算结果为"<<endl;
printf("%-6.2f\n",opnd);
FreeStack(&OpndStack);
FreeStack1(&OptrStack);
}
void main()
{
cout<<"请输入你要计算的表达式,并以“=”号结束。"<<endl;
char str[];
gets(str);
Infix(str);
=================================================================
哈哈！给分吧！
2024-11-14 10:32
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