Yuerer's Blog

为什么要实现内存池?

一方面 是为了减少 调用 malloc() 的次数(尽管 malloc() 不慢) 但是调多了 会产生(外碎片)

另一方面 是因为 每次用 malloc() 分配到的内存 是要交税的 就是上一节中讲的 cookie 里面记录着 这一块内存的大小信息(内碎片) 特别是在频繁申请小内存的时候尤为明显

最终 pool_allocator 版本

具体代码可见 Memory_Pool

原理可见 C++ 内存管理 之 STL内存分配实现原理

本文主要讲讲 GNU-C++ 4.9 下的扩展内存分配器

首先 GNU-C++ 4.9 有 7 个扩展的内存分配器

• new_allocator
• malloc_allocator
• pool_allocator
• __mt_alloc
• array_allocator
• debug_allocator
• bitmap_allocator

主要看看 pool_allocator array_allocator bitmap_allocator

以下源码都可在 .../ext/*.h 下找到 我将其进行了适当的 删减和修改

__gnu_cxx::new_allocator

直接用 ::operator new 和 ::operator delete 实现出来的 好处是 可以被重载 没啥特色

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

template<typename _Tp>
class new_allocator {
public:
    pointer allocate(size_type __n, const void* = 0) {
        return static_cast<_Tp*>(::operator new(__n * sizeof(_Tp)));
    }
    void deallocate(pointer __p, size_type) {
        ::operator delete(__p);
    }
};

本文主要讲的是 各个C++版本 中的STL标准库中的默认内存分配器 的 各种实现

VC6 标准分配器实现

VC6 它什么内存管理都没做 直接调用的 operator new 而 operator new 内部实际上 调用的就是 malloc

此外 VC6 下 是以元素为单位 比如 int 的话 他就会分配 512 ints 如果是 double 则会分配 512 doubles

而 GNU-C++ 2.9 以字节为单位 GNU-C++ 4.9 以元素为单位 在 G2.9 中的容器默认分配器 被移到了 pool_allocator 中

注意 G2.9 的标准分配器 和 容器默认分配器 不一样噢!

GNU-C++ 2.9 标准分配器实现

std::allocator 标准分配器 也是什么都没做

但是 G2.9 容器使用的分配器 不是上面的那个 std::allocator 而是 std::alloc

为什么要叫原生版本?

因为我觉得这一块是 C++ 自带的表达式 表达式里面 去调用 C语言的 CRT 库中的 malloc 和 free 但这篇 只讲自带的表达式 而不去深究 CRT 中的内存分配函数 所以只叫原生版本

常见的内存分配

使用示例

其中 ::operator new() 和 ::operator delete() 调用了 malloc() 和 free()

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

    void *p1 = malloc(512);
    free(p1);
    
    complex<int> *p2 = new complex<int>;
    delete p2;
    
    void *p3 = ::operator new(512);
    ::operator delete(p3);

#ifdef _MSC_VER
    // 属于 non-static 要先实例化object再调用
    int *p4 = allocator<int>().allocate(3, (int*)0);
    allocator<int>().deallocate(p4, 3);
#endif

#ifdef __GUNC__
    // 早期 GNU-C++ 2.9 版本
    // void *p4 = alloc::allocate(512);
    // alloc::deallocate(p4, 512);
    // alloc 换名字了
    void *p5 = __gnu_cxx::__pool_alloc<int>().allocate(9);
    __gnu_cxx::__pool_alloc<int>().deallocate((int*)p5, 9);
    // 4.9 版本之后
    void *p4 = allocator<int>().allocate(7);
    allocator<int>().deallocate((int*)p4, 7);

#endif

VSCode 近期推出了 Remote-SSH 这个工具 使得 Linux开发者 能够在本地(Windows 机)上直接对开发机源码进行修改 简直拯救了一大批人啊… 但是却没有提到 如何离线安装 因此本文可能是最早 尝试离线安装的教程

离线安装

1. 本地上下载好 VSCode Insiders
2. 安装 Remote-SSH 插件

首先 IPv4 资源是非常稀少的 大约只有 43亿 而且这还是包括了私有IP地址段的 其次 IP地址分为了五类 其中 D类地址没有主机标识 常被用于广播 E类被保留 我们不去管它

那就只剩下了 A B C 三类 问题是 A类和B类的链路允许非常多的计算机连接 实际网络架构上 根本用不到那么多 这就造成了IPv4的浪费 这个时候 子网掩码出现了

子网掩码的意义

将 A B C类网络进行更细的划分 避免浪费 IPv4地址 也可以把小的网络归并成大的网络即超网

子网掩码的理解

假设有一个财主 他有256间房子 房子的编号是 0~255 然后它的房子都在192.168.0这一条街上 现在他有8个儿子 要分家 则相当于 每个人都分得32间房子

在天朝这么久 你曾为网络状况不佳而烦恼过吗? 平时使用的 Shadowsocks 是怎么实现?
这篇讲的就是 如何用 Golang 实现一个最为基础的 Shdowsocks 的功能的软件 我将本文实现的软件取名叫 GoSocksProxy

老规矩先介绍一遍 什么是 GoSocksProxy? 它是怎么来的?

GoSocksProxy

一个 Golang 所写的网络混淆代理 是学习 SOCKS5 协议时的副产品 为此还做了一张图

首先讲讲数在计算机上的表示

数的机器表示

众所周知 机器很笨 它是不认识什么 有符号数 和 无符号数的 它只认识 二进制串 那么在计算机上 是如何表示 有符号数和无符号数的呢?

计算机不区分有符号数和无符号数

首先在计算机眼中 它确确实实只认识 二进制串 二进制串所表示的数 是有符号数还是无符号数 取决于 用户(编码者)怎么看 当你认为 0xffff 为正数时 它就是 65535 当你认为 0xffff 为负数时 就为 -1

其次 在计算机中 它会将送进来的数 统一用补码计算 使用补码计算就不用区分 是有符号数还是无符号数 因为补码的加减法的规则相同

三种常见设备接口类型

• 字符设备
  • 键盘/鼠标 串口
• 块设备
  • 磁盘 磁带 光驱
• 网络设备
  • 以太网 无线 蓝牙

练习0：填写已有实验

请把你做的实验代码填入本实验中代码中有“LAB1”/“LAB2”/“LAB3”/“LAB4”/“LAB5”/“LAB6” /“LAB7”的注释相应部分。并确保编译通过。注意：为了能够正确执行lab8的测试应用程序，可能需对已完成的实验1/2/3/4/5/6/7的代码进行进一步改进。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

vmm.c default_pmm.c pmm.c proc.c swap_fifo.c trap.c check_sync.c
proc.c: 
static struct proc_struct *alloc_proc(void) {
    // 初始化 PCB 下的 fs(进程相关的文件信息)
    proc->filesp = NULL;
}
int do_fork(uint32_t clone_flags, uintptr_t stack, struct trapframe *tf) {
    // 使用 copy_files()函数复制父进程的fs到子进程中
    if (copy_files(clone_flags, proc) != 0) {
        goto bad_fork_cleanup_kstack;
    }
}