Memalloc

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Buddy 内存分配

是一种用于管理计算机内存的算法，旨在有效地分配和释放内存块，以防止碎片化并提高内存的使用效率。这种算法通常用于操作系统中，以管理系统内核和进程的内存分配。

Buddy 内存分配算法的基本思想是将物理内存划分为大小相等的块，每个块大小都是 2 的幂次方。每个块可以分配给一个正在运行的进程或内核。当内存被分配出去后，它可以被分割成更小的块，或者合并成更大的块，以适应不同大小的内存需求。

算法的名称 “Buddy” 来自于分配的块之间的关系，其中一个块被称为 “buddy”，它是另一个块的大小相等的邻居。这种关系使得在释放内存时，可以尝试将相邻的空闲块合并成更大的块，从而减少内存碎片。

Buddy 内存分配算法的工作流程大致如下：

1. 初始时，整个可用内存被视为一个大块，大小是 2 的幂次方。

2. 当一个进程请求内存分配时，算法会搜索可用的块，找到大小合适的块来满足请求。如果找到的块比所需的稍大，它可以被分割成两个相等大小的 “buddy” 块，其中一个分配给请求的进程。

3. 当一个进程释放内存时，该块会与其 “buddy” 块合并，形成一个更大的块。然后，这个更大的块可以与其它相邻的块继续合并，直到达到较大的块。

Buddy 内存分配算法在一些操作系统中用于管理内核和进程的物理内存，尤其在嵌入式系统和实时操作系统中，以提高内存使用效率和避免碎片化问题。

ucore（Micro-kernel Operating System for Education）

是一个用于教育目的的微内核操作系统

linux遇到问题

我们可window写程序占满16G内存

但是linux,用了3GB就会seg fault

猜想是不是有单进程内存限制 https://www.imooc.com/wenda/detail/570992

而且malloc alloc的空间在堆区，我们可以明显的发现这个空间是被栈区包住的，有限的。windows是如何解决这个问题的呢？

1. 首先这个包住是虚拟地址，通过页表映射到的物理地址是分开的
2. 根据第一点，可以实现高地址动态向上移动

动态数据区一般就是“堆栈”。“栈 (stack)”和“堆(heap)”是两种不同的动态数据区，栈是一种线性结构，堆是一种链式结构。进程的每个线程都有私有的“栈”，所以每个线程虽然 代码一样，但本地变量的数据都是互不干扰。一个堆栈可以通过“基地址”和“栈顶”地址来描述。全局变量和静态变量分配在静态数据区，本地变量分配在动态数 据区，即堆栈中。程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。

当进程初始化时，系统会自动为进程创建一个默认堆，这个堆默认所占内存的大小为1M。堆对象由系统进行管理，它在内存中以链式结构存在。

Linux 单进程内存限制

/etc/security/limits.conf

# shaojiemike @ node5 in ~ [6:35:51]
$ ulimit -a
-t: cpu time (seconds)              unlimited
-f: file size (blocks)              unlimited
-d: data seg size (kbytes)          unlimited
-s: stack size (kbytes)             8192
-c: core file size (blocks)         0
-m: resident set size (kbytes)      unlimited
-u: processes                       513967
-n: file descriptors                1024
-l: locked-in-memory size (kbytes)  65536
-v: address space (kbytes)          unlimited
-x: file locks                      unlimited
-i: pending signals                 513967
-q: bytes in POSIX msg queues       819200
-e: max nice                        0
-r: max rt priority                 0
-N 15:                              unlimited

ulimit -HSn 4096 # H指定了硬性大小，S指定了软性大小，n表示设定单个进程最大的打开文件句柄数量。硬限制是实际的限制，而软限制，是warnning限制，只会做出warning

lsof

文件描述符

文件句柄数

这些限制一般不会限制内存。

超算登录节点任务限制的实现

GNU malloc()

调用malloc(size_t size)函数分配内存成功，总会分配size字节VM（再次强调不是RAM），并返回一个指向刚才所分配内存区域的开端地址。分配的内存会为进程一直保留着，直到你显示地调用free()释放它（当然，整个进程结束，静态和动态分配的内存都会被系统回收）。

GNU libc库提供了二个内存分配函数,分别是malloc()和calloc()。glibc函数malloc()总是通过brk()或mmap()系统调用来满足内存分配需求。函数malloc()，根据不同大小内存要求来选择brk()，还是mmap()，阈值 MMAP_THRESHOLD=128Kbytes是临界值。小块内存(<=128kbytes)，会调用brk()，它将数据段的最高地址往更高处推（堆从底部向上增长）。大块内存，则使用mmap()进行匿名映射(设置标志MAP_ANONYMOUS)来分配内存，与堆无关，在堆之外。

malloc不是直接分配内存的，是第一次访问的时候才分配的？

https://www.zhihu.com/question/20836462

问题

1. 堆区和栈区是进程唯一的吗？
   1. 是的，而且栈主要是为一个线程配备，小可以保证基本在cache里
2. 两个操作系统的malloc的是物理内存还是虚拟内存
3. Linux采用的是copy-on-write机制

需要进一步的研究学习

暂无

遇到的问题

暂无

开题缘由、总结、反思、吐槽~~

每次都是6008这里，40000*6008*3/1024/1024=687MB

733448/1024=716MB

问了大师兄，问题竟然是malloc的传入参数错误的类型是int,导致存不下3*40*1024*40*1024。应该用size_t类型。（size_t是跨平台的非负整数安全类型）

参考文献

https://blog.csdn.net/shenzi/article/details/3972437?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromMachineLearnPai2%7Edefault-1.base&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromMachineLearnPai2%7Edefault-1.base

程序（进程）内存空间分布深入理解