7.(10分)假定采用Buddy算法进行内存分配,且初始内存为1024个页,画出下面内存是如何分配的:请求240个页,请求120个页,请求60个页,请求130个页,然后,释放240页,释放60页,释放120页,来修改树(如可能,要执行合并操作)

时间: 2023-08-25 16:04:28 浏览: 84
以下是Buddy算法进行内存分配的过程,其中每个节点表示一个空闲区域,节点上方的数字表示该空闲区域的大小(页数),数字下方的字符串表示该空闲区域的起始页号。 初始状态: ``` 1024 | 0 ``` 请求240个页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 ``` 请求120个页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 / \ 120 664 ``` 请求60个页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 | / \ 60 120 664 | | 60 60 ``` 请求130个页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 | / \ 60 120 664 | | \ 60 60 64 | | 6 54 / | 2 52 ``` 释放240页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 / \ 120 664 ``` 释放60页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 / \ 120 664 / | \ 60 60 64 ``` 释放120页: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 | / \ 60 120 664 | | 60 64 ``` 最终状态: ``` 1024 | 0 / \ 240 784 | 184 ```
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linux内核的内存分配算法

Linux内核实现了两种主要的内存分配算法:Buddy分配算法和Slab/Slub分配算法。 1. Buddy分配算法: Buddy分配算法是一种面向主存的内存分配算法。它将可用内存划分为大小相等的块,并使用二叉树来管理这些块。每个块的大小都是2的幂次方,例如1KB、2KB、4KB等。当需要分配内存时,Buddy分配算法会找到一个大小合适的块,并将其划分为两个较小的块,其中一个被分配给请求的内存,另一个则被标记为空闲。当释放内存时,Buddy分配算法会尝试将相邻的空闲块合并为更大的块,以便提供更大的连续内存空间。 2. Slab/Slub分配算法: Slab/Slub分配算法是一种面向CPU缓存的内存分配算法。它通过预先分配一些固定大小的内存块,称为slab或slub,来管理内存分配和释放。每个slab或slub都包含多个对象,每个对象都有相同的大小。当需要分配内存时,Slab/Slub分配算法会从相应大小的slab或slub中获取一个空闲对象,并将其分配给请求的内存。当释放内存时,Slab/Slub分配算法会将对象返回给相应的slab或slub,以便重复使用。 这两种内存分配算法在Linux内核中起着重要的作用,它们能够高效地管理内存资源,提高系统的性能和可靠性。

用c语言实现伙伴算法内存分配器,给出详细注释

伙伴算法是一种常用的内存分配算法,它将一片连续的内存空间不断地分割成大小不同的块,并按照大小分成不同的“伙伴”区块。当需要分配内存时,先从最小的区块开始查找,如果找到了合适大小的块,则直接分配;否则将相邻的“伙伴”区块合并成一个更大的区块,然后再次查找。当需要释放内存时,先找到对应的块,然后将其标记为可用,并检查与其相邻的区块是否都是可用的,如果是,则将它们合并成一个更大的区块。下面是基于C语言实现的伙伴算法内存分配器。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define MAX_ORDER 10 // 最大的块次数 #define BLOCK_SIZE (1 << MAX_ORDER) // 最大块大小 #define MIN_ORDER 4 // 最小的块次数 #define MIN_SIZE (1 << MIN_ORDER) // 最小块大小 #define BLOCK_COUNT (1 << (MAX_ORDER - MIN_ORDER)) // 块数目 typedef struct block { int order; // 块次数 struct block *next; // 下一块 } block; static block *free_lists[MAX_ORDER + 1]; // 空闲块链表 // 初始化空闲块链表 static void init_free_lists() { int i; for (i = 0; i <= MAX_ORDER; i++) { free_lists[i] = NULL; } } // 分割块 static block *split_block(block *b, int order) { int i; for (i = order; i > b->order; i--) { block *new_b = (block *)((char *)b + (1 << (i - 1))); new_b->order = i - 1; new_b->next = free_lists[i - 1]; free_lists[i - 1] = new_b; } b->order = order; return b; } // 合并块 static block *merge_block(block *b) { int order = b->order; block *buddy = (block *)((char *)b ^ (1 << order)); if (buddy->order == order && free_lists[order] == buddy) { free_lists[order] = buddy->next; return merge_block((block *)((char *)b & ~(1 << order))); } else { b->next = free_lists[order]; free_lists[order] = b; return b; } } // 分配内存 void *buddy_alloc(size_t size) { if (size > BLOCK_SIZE - sizeof(block)) { return NULL; } int order = ceil(log2(size + sizeof(block))); for (; order <= MAX_ORDER; order++) { if (free_lists[order] != NULL) { block *b = free_lists[order]; free_lists[order] = b->next; return (void *)(split_block(b, order) + 1); } } return NULL; } // 释放内存 void buddy_free(void *ptr) { block *b = (block *)((char *)ptr - sizeof(block)); merge_block(b); } int main(int argc, char *argv[]) { init_free_lists(); void *p1 = buddy_alloc(100); void *p2 = buddy_alloc(200); void *p3 = buddy_alloc(400); void *p4 = buddy_alloc(800); void *p5 = buddy_alloc(1600); void *p6 = buddy_alloc(3200); buddy_free(p4); buddy_free(p3); buddy_free(p2); void *p7 = buddy_alloc(1000); void *p8 = buddy_alloc(2000); buddy_free(p5); buddy_free(p6); void *p9 = buddy_alloc(3000); void *p10 = buddy_alloc(4000); buddy_free(p1); buddy_free(p7); buddy_free(p8); buddy_free(p9); buddy_free(p10); return 0; } ``` 在上述代码中,我们首先定义了一个`block`结构体,它表示一个内存块,其中`order`表示块的次数,`next`表示指向下一个内存块的指针。然后定义了一个指针数组`free_lists`,用于存储不同大小的空闲内存块链表。`init_free_lists`函数用于初始化该数组。`split_block`函数用于将一个块分割成大小更小的块,`merge_block`函数用于将两个相邻的空闲块合并成一个更大的块。`buddy_alloc`函数用于分配内存,它首先计算需要的块的次数,然后从对应的空闲块链表中查找是否有合适大小的块,如果有,则分割该块,并返回该块的地址。`buddy_free`函数用于释放内存,它将对应的块标记为可用,并尝试将其与相邻的空闲块合并成更大的块。 在`main`函数中,我们首先初始化空闲块链表,然后分配了6个不同大小的内存块,并释放了其中的三个。接着又分配了两个内存块,并释放了其中的一个。最后又分配了两个内存块,并释放了所有内存块。

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