本文介紹一下malloc的原理，對mm感興趣（或者對Oracle internal實現感興趣。注： 不是自以為感興趣 ）的同學能在本文找到感興趣的內容。

malloc主要由兩個結構體做支撐。

struct bucket_desc { /* 16 bytes */
 void   *page;
 struct bucket_desc *next;
 void   *freeptr;
 unsigned short  refcnt;
 unsigned short  bucket_size;
};

這個結構體是一個bucket descriptor。所有的object會通過連結串列連結起來。 

struct
 
 _bucket_dir {	/* 8 bytes */
int			size;
struct bucket_desc	*chain;
};

我畫了兩個圖來描述一個page（頁面;4k）如何被這兩個結構體描述。

一個4k的頁面被分配到若剛個16 bytes大小的bucket中

一個4k的頁面被分配到若剛個32 bytes大小的bucket中 。

那麼，這些資料結構是如何被初始化的呢？

首先，在核心程式碼裡，硬編碼瞭如下資料。

struct _bucket_dir bucket_dir[] = {
{ 16,	(struct bucket_desc *) 0},
{ 32,	(struct
 
 bucket_desc *) 0},
{ 64,	(struct bucket_desc *) 0},
{ 128,	(struct bucket_desc *) 0},
{ 256,	(struct bucket_desc *) 0},
{ 512,	(struct bucket_desc *) 0},
{ 1024,	(struct bucket_desc *) 0},
{ 2048, (struct bucket_desc *) 0},
{ 4096, (struct bucket_desc *) 0},
{ 0,    (struct bucket_desc *) 0}};   /* End of list marker */
 

定義了粒度從16起的次方增長。

我寫了簡化的 虛擬碼 來描述整個流程。

malloc的虛擬碼 ：

procedure:
get the bucket_desc with object size(for example 16 bytes)
if(search bucket_desc list for free space){
return  bdesc->freeptr
} else {
if(init_bucket_desc){
return  bdesc->freeptr
} else {
panic("init_bucket_desc error")
}
}
init_bucket_desc:
if(page = get_one_page){
sepreated the page(4k) with dir->size
link all the pieces
} else {
panic("get page error")
}
end procedure

free的虛擬碼 ：

procedure:
get the bucket_desc with object size(for example 16 bytes)
if(search bucket_desc list for the related bucket_desc){
erase bdesc->freeptr
bdesc->refcnt--
if(bdesc->refcnt == 0){
if(whole page NULL){
if(!free_page(bdesc->page)){
panic("free_page error")
}
}
}
} else {
panic("input pointer not right")
}
end procedure

關於資料結構效能的思考：

       這裡的主要資料結構就是單向連結串列，用了10個元素的陣列做分拆，當記憶體使用過大的時候，這個資料結構就不能承載了。

       對於20年前的記憶體來說，完全能應付了:)