Buddy代码Linux

Buddy代码（Buddy allocator）是Linux内核中的一种内存分配算法，也称为 buddy system 或 buddy allocator system。它设计用于高效管理虚拟内存空间，特别是大型连续内存区域。Buddy系统主要应用于内存分页和内存块分配，其名称来源于"buddies"这个词，表示两个相邻的内存块就像是朋友一样可以共享。

在Buddy分配器中，内存被划分为一系列大小相等的“伙伴”（buddies），每个伙伴都有一个对应的位图（bitmap），用来跟踪内存状态。当需要分配内存时，Buddy代码会从大到小查找可用的伙伴，通过合并两个相邻的空伙伴（如果它们的大小是可对齐的），形成一个更大但更接近所需大小的新伙伴。这样做的好处是减少了碎片，并且分配过程非常快速。

相关问题

写一份关于buddy system 的C语言代码

以下是一个简单的Buddy System的C语言代码实现，用于分配和释放内存块：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

#define MAX_LEVEL 10  // 最大层数
#define MIN_SIZE 8    // 最小内存块大小

// 内存块结构体
typedef struct buddy_block {
    int level;             // 当前层数
    int is_free;           // 是否空闲
    struct buddy_block *next;  // 下一个内存块
} buddy_block;

// 内存池结构体
typedef struct buddy_pool {
    int size;             // 内存池大小
    int max_level;        // 最大层数
    buddy_block *blocks;  // 内存块数组
} buddy_pool;

// 初始化内存池
void init_buddy_pool(buddy_pool *pool, int size) {
    int i, block_size;
    pool->size = size;
    pool->max_level = log2(size) - log2(MIN_SIZE) + 1;
    pool->blocks = (buddy_block *) malloc(sizeof(buddy_block) * size);
    for (i = 0; i < size; i++) {
        pool->blocks[i].level = -1;
        pool->blocks[i].is_free = 1;
        pool->blocks[i].next = NULL;
    }
    // 初始化每个层级的内存块
    for (i = 0; i < pool->max_level; i++) {
        block_size = pow(2, i + log2(MIN_SIZE));
        pool->blocks[size / block_size].level = i;
        pool->blocks[size / block_size].is_free = 1;
        pool->blocks[size / block_size].next = NULL;
    }
}

// 分配内存块
void *buddy_alloc(buddy_pool *pool, int size) {
    int i, level = ceil(log2(size)) - log2(MIN_SIZE);
    if (level >= pool->max_level) {
        return NULL;
    }
    // 在当前及以上层级查找空闲块
    for (i = level; i <= pool->max_level; i++) {
        if (pool->blocks[pool->size / pow(2, i)].is_free == 1) {
            break;
        }
    }
    // 没有找到空闲块
    if (i > pool->max_level) {
        return NULL;
    } else {
        // 分裂块
        while (i > level) {
            buddy_block *block = &pool->blocks[pool->size / pow(2, i)];
            block->is_free = 0;
            // 将块分裂为左右两块
            block->next = &pool->blocks[pool->size / pow(2, i - 1)];
            i--;
        }
        buddy_block *block = &pool->blocks[pool->size / pow(2, level)];
        block->is_free = 0;
        return (void *) block;
    }
}

// 释放内存块
void buddy_free(buddy_pool *pool, void *ptr) {
    buddy_block *block = (buddy_block *) ptr;
    block->is_free = 1;
    // 合并块
    while (block->level < pool->max_level) {
        buddy_block *buddy = block->next;
        if (buddy->is_free == 0 || buddy->level != block->level) {
            break;
        }
        // 合并块
        block->next = buddy->next;
        block = &pool->blocks[pool->size / pow(2, block->level + 1)];
        block->level = buddy->level + 1;
    }
}

// 打印内存池状态
void print_buddy_pool(buddy_pool *pool) {
    int i, level = -1;
    for (i = 0; i < pool->size; i++) {
        if (pool->blocks[i].level != level) {
            level = pool->blocks[i].level;
            printf("\nLevel %d:\n", level);
        }
        printf("%d ", pool->blocks[i].is_free);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    buddy_pool pool;
    init_buddy_pool(&pool, 128);
    void *p1 = buddy_alloc(&pool, 16);
    void *p2 = buddy_alloc(&pool, 64);
    void *p3 = buddy_alloc(&pool, 32);
    print_buddy_pool(&pool);
    buddy_free(&pool, p2);
    buddy_free(&pool, p3);
    print_buddy_pool(&pool);
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用buddy_block结构体表示内存块，其中level表示当前块所在的层数，is_free表示该块是否空闲，next表示该块的下一个块。buddy_pool结构体表示内存池，其中size表示内存池大小，max_level表示最大层数，blocks表示内存块数组。

在初始化内存池时，我们根据内存池大小和最小内存块大小计算出最大层数，然后初始化每个层级的内存块。在分配内存块时，我们根据请求的内存大小计算出所需的层数，然后在当前及以上层级查找空闲块，如果没有找到，则返回NULL；如果找到，则将块分裂为左右两块，直到分裂到所需层数。在释放内存块时，我们将块标记为空闲，并尝试合并块，直到无法再合并为止。在打印内存池状态时，我们根据块的层数将块分组，并打印出每个块的空闲状态。

这是一个简单的Buddy System的C语言实现，具有基本的分配和释放功能。在实际使用时，需要根据具体情况进行调整和优化。

升级 Byte buddy

好的，升级 Byte Buddy 可以通过以下步骤完成：

1. 在 Maven 或 Gradle 中添加 Byte Buddy 的依赖项。
2. 创建一个 Byte Buddy 的动态类型生成器。
3. 使用生成器创建一个新的类或修改现有类。
4. 将生成的类加载到 JVM 中。

以下是一个简单的示例代码，演示如何使用 Byte Buddy 创建一个新的类：

import net.bytebuddy.ByteBuddy;
import net.bytebuddy.dynamic.loading.ClassLoadingStrategy;

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> dynamicType = new ByteBuddy()
            .subclass(Object.class)
            .name("example.Type")
            .make()
            .load(Example.class.getClassLoader(), ClassLoadingStrategy.Default.INJECTION)
            .getLoaded();

        System.out.println(dynamicType.getName());
    }
}

这个示例创建了一个名为 "example.Type" 的新类，并将其加载到 JVM 中。你可以根据自己的需求修改这个示例代码。