c中内存分配与释放(malloc,realloc,calloc,free)函数内容的整理
c中内存分配与释放（malloc，realloc，calloc，free）函数内容的整理
malloc:
原型：extern void *malloc(unsigned int num_bytes); 头文件：在TC2.0中可以用malloc.h 或alloc.h (注意：alloc.h 与malloc.h 的内容是完全一致的)，而在Visual C++6.0中可以用malloc.h或者stdlib.h。功能：分配长度为num_bytes字节的内存块返回值：如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。函数返回的指针一定要适当对齐，使其可以用于任何数据对象。说明：关于该函数的原型，在旧的版本中malloc 返回的是char型指针，新的ANSIC标准规定，该函数返回为void型指针，因此必要时要进行类型转换。名称解释：malloc的全称是memory allocation，中文叫动态内存分配。
函数声明
void *malloc(size_t size); 说明：malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是void* 类型。void* 表示未确定类型的指针。C,C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。备注：void* 表示未确定类型的指针，更明确的说是指申请内存空间时还不知道用户是用这段空间来存储什么类型的数据（比如是char还是int或者...）从函数声明上可以看出。malloc 和new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小。比如：int *p; p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针)，分配大小为sizeof(int); 或：int* parr; parr = new int [100]; //返回类型为int* 类型(整数型指针)，分配大小为sizeof(int) * 100; 而malloc 则必须要由我们计算字节数，并且在返回后强行转换为实际类型的指针。int* p; p = (int *) malloc (sizeof(int)*128);//分配128个（可根据实际需要替换该数值）整型存储单元，并将这128个连续的整型存储单元的首地址存储到指针变量p中double *pd=(double *) malloc (sizeof(double)*12);//分配12个double型存储单元，并将首地址存储到指针变量pd中第一、malloc 函数返回的是void * 类型。对于C++，如果你写成：p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译，报错：“不能将void* 赋值给int * 类型变量”。所以必须通过(int *) 来将强制转换。而对于C，没有这个要求，但为了使C程序更方便的移植到C++中来，建议养成强制转换的习惯。第二、函数的实参为sizeof(int) ，用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成：int* p = (int *) malloc (1); 代码也能通过编译，但事实上只分配了1个字节大小的内存空间，当你往里头存入一个整数，就会有3个字节无家可归，而直接“住进邻居家”！造成的结果是后面的内存中原有数据内容被改写。malloc 也可以达到new [] 的效果，申请出一段连续的内存，方法无非是指定你所需要内存大小。比如想分配100个int类型的空间：int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100个整数的内存空间。另外有一点不能直接看出的区别是，malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。除了分配及最后释放的方法不一样以外，通过malloc或new得到指针，在其它操作上保持一致。对其做一个特例补充char *ptr; if ((ptr = (char *)malloc(0)) == NULL) puts("Got a null pointer"); else puts("Got a valid pointer"); 此时得到的是Got a
valid pointer。把0赋给malloc能得到一个合法的指针。
函数的工作机制
malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。如果无法获得符合要求的内存块，malloc函数会返回NULL指针，因此在调用malloc动态申请内存块时，一定要进行返回值的判断。Linux Libc6采用的机制是在free的时候试图整合相邻的碎片，使其合并称为一个较大的free空间。
举例说明
正常片段：typedef struct data_type{ int age; char name[20]; } data; data *bob; bob = (data *) malloc( sizeof(data) ); if( bob != NULL ) { bob->age = 22; strcpy( bob->name, "Robert" ); printf( "%s is %d years old\n", bob->name, bob->age ); }else{ printf("malloc error!\n"); exit(1); } free( bob ); 内存泄漏实例：#include calloc： 函数简介calloc是一个C语言函数函数名: calloc void *calloc(unsigned n,unsigned size)；功能: 在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL。跟malloc的区别：calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据。用法: void *calloc(unsigned n,unsigned size)；头文件：stdlib.h或malloc.h 应用举例 程序例1 #include 程序例2 从这个例子可以看出calloc分配完存储空间后将元素初始化。#include realloc: 函数简介:c语言函数 原型：extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize); 语法：指针名=（数据类型*）realloc（要改变内存大小的指针名，新的大小）。//新的大小一定要大于原来的大小不然的话会导致数据丢失！头文件：#include 应用举例 举例1：从这个例子可以看出realloc函数的功能。#include 详细说明及注意要点 1、如果有足够空间用于扩大mem_address指向的内存块，则分配额外内存，并返回mem_address 这里说的是“扩大”，我们知道，realloc是从堆上分配内存的，当扩大一块内存空间时，realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节，如果能够满足，自然天下太平。也就是说，如果原先的内存大小后面还有足够的空闲空间用来分配，加上原来的空间大小= newsize。那么就ok。得到的是一块连续的内存。 2、如果原先的内存大小后面没有足够的空闲空间用来分配，那么从堆中另外找一块newsize大小的内存。并把原来大小内存空间中的内容复制到newsize中。返回新的mem_address指针。（数据被移动了）。老块被放回堆上。例如：#include realloc (q,20); //A ………………………… } 在这段程序中我们增加了指针q，用它记录了原来的内存地址p。这段程序可以编译通过，但在执行到A行时，如果原有内存后面没有足够空间将原有空间扩展成一个连续的新大小的话，realloc函数就会以第二种方式分配内存，此时数据发生了移动，那么所记录的原来的内存地址q所指向的内存空间实际上已经放回到堆上了!这样就会产生q指针的指针悬挂，如果再用q指针进行操作就可能发生意想不到的问题。所以在应用realloc函数是应当格外注意这种情况。3、返回情况 （这就在你需要的时候进行强制类型转换）返返回的是一个void类型的指针，调用成功。 回NULL，当需要扩展的大小（第二个参数）为0并且第一个参数不为NULL，此时原内存变成了“freed（游离）”的了。返回NULL，当没有足够的空间可供扩展的时候，此时，原内存空间的大小维持不变。4、特殊情况如果mem_address为null，则realloc()和malloc()类似。分配一个newsize的内存块，返回一个指向该内存块的指针。如果newsize大小为0，那么释放mem_address指向的内存，并返回null。如果没有足够可用的内存用来完成重新分配（扩大原来的内存块或者分配新的内存块），则返回null.而原来的内存块保持不变。 realloc使用总结 1. realloc失败的时候，返回NULL 2. realloc失败的时候，原来的内存不改变，不会释放也不会移动 3. 假如原来的内存后面还有足够多剩余内存的话，realloc的内存=原来的内存+剩余内存,realloc还是返回原来内存的地址; 假如原来的内存后面没有足够多剩余内存的话，realloc将申请新的内存，然后把原来的内存数据拷贝到新内存里，原来的内存将被free掉,realloc返回新内存的地址 4. 如果size为0，效果等同于free()。这里需要注意的是只对指针本身进行释放，例如对二维指针**a，对a调用realloc时只会释放一维，使用时谨防内存泄露。 5. 传递给realloc的指针必须是先前通过malloc(), calloc(), 或realloc()分配的 6.传递给realloc的指针可以为空，等同于malloc。 free： 原型: void free(void *ptr) 功能: 释放已分配的块 补充说明： 一、malloc()和free()的基本概念以及基本用法： 1、函数原型及说明： void *malloc(long NumBytes)：该函数分配了NumBytes个字节，并返回了指向这块内存的指针。如果分配失败，则返回一个空指针（NULL）。 关于分配失败的原因，应该有多种，比如说空间不足就是一种。 void free(void *FirstByte)：该函数是将之前用malloc分配的空间还给程序或者是操作系统，也就是释放了这块内存，让它重新得到自由。 2、函数的用法： 其实这两个函数用起来倒不是很难，也就是malloc()之后觉得用够了就甩了它把它给free()了，举个简单例子： 程序代码： // Code... char *Ptr = NULL; Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char)); if (NULL == Ptr) { exit (1); } gets(Ptr); // code... free(Ptr); Ptr = NULL; // code... 就是这样！当然，具体情况要具体分析以及具体解决。比如说，你定义了一个指针，在一个函数里申请了一块内存然后通过函数返回传递给这个指针，那么也许释放这块内存这项工作就应该留给其他函数了。 3、关于函数使用需要注意的一些地方： A、申请了内存空间后，必须检查是否分配成功。 B、当不需要再使用申请的内存时，记得释放；释放后应该把指向这块内存的指针指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。 C、这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露；如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次，如果释放两次及两次以上会 出现错误（释放空指针例外，释放空指针其实也等于啥也没做，所以释放空指针释放多少次都没有问题）。 D、虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换，因为这样可以躲过一 些编译器的检查。 二、malloc()到底从哪里得来了内存空间： 1、malloc()到底从哪里得到了内存空间？答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。就是这样！ 什么是堆？说到堆，又忍不住说到了栈！什么是栈？ 2、什么是堆：堆是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程初始化的时候分配，运行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系统，要不然就是内存泄漏。 什么是栈：栈是线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时候初始化，每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈，栈被用来在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈，就是切换SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。 栈是由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。 堆一般由程序员分配释放，若不释放，程序结束时可能由OS回收。注意这里说是可能，并非一定。再强调一次，记得要释放！ 注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表 所以，举个例子，如果你在函数上面定义了一个指针变量，然后在这个函数里申请了一块内存让指针指向它。实际上，这个指针的地址是在栈上，但是它所指向的内容却是在堆上面的！这一点要注意！所以，再想想，在一个函数里申请了空间后，比如说下面这个函数： 程序代码： // code... void Function(void) { char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char)); } 就这个例子，千万不要认为函数返回，函数所在的栈被销毁指针也跟着销毁，申请的内存也就一样跟着销毁了！这绝对是错误的！因为申请的内存在堆上，而函数所在的栈被销毁跟堆完全没有啥关系。所以，还是那句话：记得释放！ 3、free()到底释放了什么 这个问题比较简单，其实我是想和第二大部分的题目相呼应而已！！free()释放的是指针指向的内存！注意！释放的是内存，不是指针！这点非常非常重要！指针是一个变量，只有程序结束时才被销毁。释放了内存空间后，原来指向这块空间的指针还是存在！只不过现在指针指向的内容的垃圾，是未定义的，所以说是垃圾。因此，前面我已经说过了，释放内存后把指针指向NULL，防止指针在后面不小心又被解引用了。非常重要啊这一点！ 三、malloc()以及free()的机制： 事实上，仔细看一下free()的函数原型，也许也会发现似乎很神奇，free()函数非常简单，只有一个参数，只要把指向申请空间的指针传递 给free()中的参数就可以完成释放工作！这里要追踪到malloc()的申请问题了。申请的时候实际上占用的内存要比申请的大。因为超出的空间是用来记录对这块内存的管理信息。先看一下在《UNIX环境高级编程》中第七章的一段话： 大多数实现所分配的存储空间比所要求的要稍大一些，额外的空间用来记录管理信息——分配块的长度，指向下一个分配块的指针等等。这就意味着如果写过一个已分配区的尾端，则会改写后一块的管理信息。这种类型的错误是灾难性的，但是因为这种错误不会很快就暴露出来，所以也就很难发现。将指向分配块的指针向后移动也可能会改写本块的管理信息。 malloc()申请的空间实际我觉得就是分了两个不同性质的空间。一个就是用来记录管理信息的空间，另外一个就是可用空间了。而用来记录管理信息的实际上是一个结构体。在C 语言中，用结构体来记录同一个对象的不同信息是天经地义的事！下面看看这个结构体的原型： 程序代码： struct mem_control_block { int is_available; //这是一个标记？ int size; //这是实际空间的大小 }; 对于size,这个是实际空间大小。这里其实我有个疑问，is_available是否是一个标记？因 为我看了free()的源代码之后对这个变量感觉有点纳闷（源代码在下面分析）所以，free()就是根据这个结构体的信息来释放malloc()申请的空间！而结构体的两个成员的大小我想应该是操作系统的事了。但是这里有一个问题，malloc()申请空间后返回一个指针应该是指向第二种空间，也就是可用空间！不然，如果指向管理信息空间的话，写入的内容和结构体的类型有可能不一致，或者会把管理信息屏蔽掉，那就没法释放内存空间了，所以会发生错误 好了！下面看看free()的源代码，我自己分析了一下，觉得比起malloc()的源代码倒是容易简单很多。只是有个疑问，下面指出！ 程序代码： // code... void free(void *ptr) { struct mem_control_block *free; free = ptr - sizeof(struct mem_control_block); free->is_available = 1; return; } 看一下函数第二句，这句非常重要和关键。其实这句就是把指向可用空间的指针倒回去，让它指向管理信息的那块空间，因为这里是在值上减去了一个结构体的大小！后面那一句free->is_available = 1;我有点纳闷！我的想法是：这里is_available应该只是一个标记而已！因为从这个变量的名称上来看，is_available 翻译过来就是“是可以用”。不要说我土！我觉得变量名字可以反映一个变量的作用，特别是严谨的代码。这是源代码，所以我觉得绝对是严谨的！！这个变量的值是1，表明是可以用的空间！只是这里我想了想，如果把它改为0或者是其他值不知道会发生什么事？！但是有一点我可以肯定，就是释放绝对不会那么顺利进行！因为这是一个标记！ 当然，这里可能还是有人会有疑问，为什么这样就可以释放呢？？我刚才也有这个疑问。后来我想到，释放是操作系统的事，那么就free()这个源代码来看，什么也没有释放，对吧？但是它确实是确定了管理信息的那块内存的内容。所以，free()只是记录了一些信息，然后告诉操作系统那块内存可以去释放，具体怎么告诉操作系统的我不清楚，但我觉得这个已经超出了我这篇文章的讨论范围了。 那么，我之前有个错误的认识，就是认为指向那块内存的指针不管移到那块内存中的哪个位置都可以释放那块内存！但是，这是大错特错！释放是不可以释放一部分的！首先这点应该要明白。而且，从free()的源代码看，ptr只能指向可用空间的首地址，不然，减去结构体大小之后一定不是指向管理信息空间的首地址。所以，要确保指针指向可用空间的首地址！ 主存空间的分配与回收— 首次适应法 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020. 南通大学操作系统实验课 实验报告 学生姓名 所在院系 专业 学号 指导教师 南通大学 2014年 5 月 16 日主存空间的分配与回收 ——首次适应法 一、实验目的 主存是中央处理机能直接存取指令和数据的存储器，能否合理而有效地使用它，在很大程度上将影响整个计算机系统的性能。 本实验主要熟悉主存的管理方法以及相应的分配与回收算法。所谓分配，就是解决多道程序或多进程如何共享主存空间的问题，以便各个进程能获得所希望的主存空间，正确运行。所谓回收，就是当进程运行完成时，将其所占用的主存空间归还给系统。 二、实验要求 采用空闲区链法管理空闲区，并增加已分配区表。分配算法采用首次适应法。 三、设计思路： （1）采用空闲区链法管理空闲区，并增加已分配区表。分配算法采用首次适应法（内存空闲区的地址按照从小到大的自然顺序排列），实现内存的分配与回收。 （2）设计一个进程申请序列以及进程完成后的释放顺序，实现主存的分配与回收。 （3）进行分配时应该考虑这样3种情况：进程申请的空间小于、等于或大于系统空闲区的大小。回收时应该考虑这样4种情况：释放区上邻、下邻、上下都邻和都不邻接空闲区。 （4）每次的分配与回收都要求把记录内存使用情况的各种数据结构的变化情况以及各进程的申请、释放情况显示出来。 四、主要思想 （1）输入主存空间的最大长度n创建最大长度总和为n的若干空闲区的主存空闲区链； （2）输入待存作业的长度x，从链头开始找第一个合适作业的空闲区：分区长度小于x时，指针后移，继续寻找；分区长度等于x时，分配空间， 修改作业分区；分区长度大于x时，分配空间，修改分区数据。 五、流程图 1.空闲区链的首次适应算法分配流程图 2.空闲区链的首次适应算法回收流程图 六、调试结果 1.内存的分配 2.内存的回收 3.内存清空 七、总结与感悟 说实话我操作系统学得不是很好，一开始看到题目觉得自己要完成这个实验有些难度。好在老师提醒书上有另一道类似题目的程序代码，另外书上也有首次适应法的流程图，可以给我们一些提示。之后我也参考了网上的相关资料，看看别人是如何实现的，他们都是怎么样的思路和方法，与我一开始的想法相比，比我精妙在哪里。最后自己调试时，遇到了许许多多问题和错误，请教了学得比较好的同学、经过不断的修改和完善之后，终于做完实验。 这次的实验使我了解到，平时对知识的积累相当重要，同时也要注重课上老师的讲解，老师在课上的延伸是课本上所没有的，这些知识对于我们对程序的编写有很大的作用，同时，编程也要求我们有足够的耐心，细细推敲。越着急可能就越无法得到我们想要的结果，遇到不会的问题要多多请教，知识是在实践与向别人请教的过程中积累的，所以问是至关重要的，只要肯下功夫很多东西都是可以完成的。操作系统这门课不但重要而且十分有用，我一定要下功夫把这门课学好。 VB内存映射文件的使用 引言 文件操作是应用程序最为基本的功能之一，Win32 API和MFC均提供有支持文件处理的函数和类，常用的有Win32 API的CreateFile()、WriteFile()、ReadFile()和MFC提供的CFile类等。一般来说，以上这些函数可以满足大多数场合的要求，但是对于某些特殊应用领域所需要的动辄几十GB、几百GB、乃至几TB的海量存储，再以通常的文件处理方法进行处理显然是行不通的。目前，对于上述这种大文件的操作一般是以内存映射文件的方式来加以处理的，本文下面将针对这种Windows核心编程技术展开讨论。 内存映射文件 内存映射文件与虚拟内存有些类似，通过内存映射文件可以保留一个地址空间的区域，同时将物理存储器提交给此区域，只是内存文件映射的物理存储器来自一个已经存在于磁盘上的文件，而非系统的页文件，而且在对该文件进行操作之前必须首先对文件进行映射，就如同将整个文件从磁盘加载到内存。由此可以看出，使用内存映射文件处理存储于磁盘上的文件时，将不必再对文件执行I/O操作，这意味着在对文件进行处理时将不必再为文件申请并分配缓存，所有的文件缓存操作均由系统直接管理，由于取消了将文件数据加载到内存、数据从内存到文件的回写以及释放内存块等步骤，使得内存映射文件在处理大数据量的文件时能起到相当重要的作用。另外，实际工程中的系统往往需要在多个进程之间共享数据，如果数据量小，处理方法是灵活多变的，如果共享数据容量巨大，那么就需要借助于内存映射文件来进行。实际上，内存映射文件正是解决本地多个进程间数据共享的最有效方法。 内存映射文件并不是简单的文件I/O操作，实际用到了Windows的核心编程技术--内存管理。所以，如果想对内存映射文件有更深刻的认识，必须对Windows操作系统的内存管理机制有清楚的认识，内存管理的相关知识非常复杂，超出了本文的讨论范畴，在此就不再赘述，感兴趣的读者可以参阅其他相关书籍。 内存映射文件使用方法 1) 首先要通过CreateFile()函数来创建或打开一个文件内核对象，这个对象标识了磁盘上将要用作内 存映射文件的文件。 2)在用CreateFile()将文件映像在物理存储器的位置通告给操作系统后，只指定了映像文件的路径， 映像的长度还没有指定。为了指定文件映射对象需要多大的物理存储空间还需要通过 CreateFileMapping()函数来创建一个文件映射内核对象以告诉系统文件的尺寸以及访问文件的方式。 3)在创建了文件映射对象后，还必须为文件数据保留一个地址空间区域，并把文件数据作为映射到该 区域的物理存储器进行提交。由MapViewOfFile()函数负责通过系统的管理而将文件映射对象的全部或部分映射到进程地址空间。此时，对内存映射文件的使用和处理同通常加载到内存中的文件数据的处理方式基本一样。 4)在完成了对内存映射文件的使用时，还要通过一系列的操作完成对其的清除和使用过资源的释放。 这部分相对比较简单，可以通过UnmapViewOfFile()完成从进程的地址空间撤消文件数据的映像、通过CloseHandle()关闭前面创建的文件映射对象和文件对象。 内存映射文件相关函数 在使用内存映射文件时，所使用的API函数主要就是前面提到过的那几个函数，下面分别对其进行介绍： 第一招：关闭多余顺序 如果同时打开地文档过多或者运行地顺序过多，就没有足够地内存运行其他顺序.这时，对于多文档界面程序，如等，请关闭当前文档外地所有文档，并退出当前未使用地顺序，或许你就能够继续执行因“内存缺乏”而被中断地任务.资料个人收集整理，勿做商业用途 第二招：清除剪贴板中地内容 .清除系统剪贴板中地内容(存储复制或剪贴内容地剪贴板)点击“开始→顺序→附件→系统工具→剪贴板查看程序”编辑”菜单上，单击“删除”命令，系统弹出“清除剪贴板”对话框，单击“按钮.资料个人收集整理，勿做商业用途 .清除多重剪贴板中地内容(顺序提供地剪贴板)剪贴板”任务窗格(或工具栏(上，单击“全部清空”或“清空‘剪贴板’当清空“剪贴板”时，系统剪贴板也将同时被清空.资料个人收集整理，勿做商业用途 第三招：合理设置虚拟内存 如果没有设置虚拟内存，那么很容易收到内存缺乏”消息.点击“开始→设置→控制面板”双击“系统”系统属性”对话框中，单击“性能”选项卡，然后单击“虚拟内存”按钮.选中“让管理虚拟内存设置推荐)选项，将计算机中可作为虚拟内存使用地硬盘空间量设置为默认值.资料个人收集整理，勿做商业用途 第四招：增加可用磁盘空间 有四种方法可以增加磁盘地使用空间： .清空回收站. .删除临时文件.打开电脑”右键单击要释放其空间地磁盘，然后单击“属性”惯例”选项卡上，单击“磁盘清理”按钮，选中要删除地不需要地文件前地复选框进行整理.资料个人收集整理，勿做商业用途 .从磁盘中删除过期地文件或已存档地文件. .删除从未使用过地所有文件. 第五招：重新装置已损坏地顺序 如果仅仅是使用某个顺序时，系统提示内存缺乏，而其他顺序可以正常运行，那么可能地原因是该顺序文件被毁坏，从而导致内存缺乏地问题.请尝试删除偏重新安装该程序，然后重新运行该程序.如果系统不再提示内存缺乏，那么说明原顺序文件确实被损坏.资料个人收集整理，勿做商业用途 第六招：使用内存优化软件 内存优化软件有很多，比方和就比较出色.可以设置自动清空剪贴板、释放被关闭顺序未释放地内存，从而免除你手工操作地麻烦，达到自动释放内存地目地无妨一试.资料个人收集整理，勿做商业用途 第七招：重新启动计算机 如果只退出程序，并不重新启动计算机，顺序可能无法将内存资源归还给系统.运行重要顺序之前，请重新启动计算机以充分释放系统资源.资料个人收集整理，勿做商业用途 第八招：减少自动运行地顺序 如果在启动时自动运行地顺序太多，那么，即使重新启动计算机，也没足够地内存用来运行其他顺序.这时就需要清除一些不必要地系统自启动程序.点击“开始→运行”输入打开“系统配置实用顺序”窗口.单击“一般”选项卡，选中“选择性启动”复选框.去掉处置文件”和“加载启动项”前地复选框.打开“启动”选项卡，将不需要开机自动启动地顺序都勾除掉就好了资料个人收集整理，勿做商业用途 第九招：查杀病毒 系统感染电脑病毒也是导致内存缺乏地罪魁祸首.当系统出现“内存缺乏”错误时，请使用最 课程设计 题目：主存空间的分配与回收 学生姓名： 学院：信息工程学院 系别：计算机系 专业：计算机科学与技术 班级：计算机 指导教师：副教授 副教授 2011年月日 内蒙古工业大学课程设计任务书（三） 学院（系）：信息学院计算机系课程名称：操作系统课程设计指导教师（签名）：专业班级：计算机09-2 学生姓名：学号： 目录 第一章背景研究 (1) 1.1课题简介 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3概念原理 (1) 1.4 环境说明和使用工具 (2) 第二章详细设计 (2) 2.1功能介绍 (2) 2.1.1分配函数发fenpei()的执行过程（最佳适应算法） (2) 2.1.2回收进程空间所占的函数free()的执行过程 (2) 2.2函数的规格说明 (3) 2.2.1打印分配表空闲表函数 print() (3) 2.2.2为进程分配空间函数 fenpei(char *c, struct node *p,struct node *f) (3) 2.2.3回收进程所占空间函数struct node * free(char *c, struct node *p,struct node *f) (3) 2.3 主要数据结构 (3) 2.4 流程图 (5) 第三章核心算法的实现 (6) 3.1 分配函数 (6) 3.2回收函数 (11) 第四章测试 (15) 4.1 预测试 (15) 4.2 实际运行结果（截图） (16) 第五章总结 (18) 参考文献 (25) 第一章背景研究 1.1课题简介 操作系统是当代计算机软件系统的核心，是计算机系统的基础和支撑，它管理和控制着计算机系统中的所有软、硬件资源，可以说操作系统是计算机系统的灵魂。操作系统课程是计算机专业学生必须学习和掌握的基础课程, 是计算机应用人员深入了解和使用计算机的必备知识, 是进行系统软件开发的理论基础，也是计算机科学与技术专业的一门理论性和实践性并重的核心主干课程。本课程的目的是使学生掌握现代计算机操作系统的基本原理、基本设计方法及实现技术，具有分析现行操作系统和设计、开发实际操作系统的基本能力。 通过本次课程设计熟悉主存空间的分配与回收，所谓分配，就是解决多道作业或多进程如何共享主存空间的问题。所谓回收，就是当作业运行完成时，将作业或进程所占用的主存空间归还给系统。采用可变式分区管理，使用最佳适应算法实现主存的分配与回收。深入研究此算法有助于我们全面的理解内存的分配原理，培养我们逻辑思维能力。 1.2 设计要求 设计多个作业或进程动态请求内存资源的模拟系统，使用最佳适应算法实现内存的分配与回收，实现可变式分区管理；设计相应的内存分配算法，定义相关数据结构，以及输出显示每次请求分配内存的结果和内存的已分配和未分配的状况。 1.3概念原理 可变式分区管理的原理：区域的大小及起始地址是可变的，根据程序装入时的大小动态地分配一个区域。保证每个区域之中刚好放一个程序。这样可以充分地利用存储空间，提高内存的使用效率。如果一个程序运行完毕，就要释放出它所占有的分区，使之变成空闲区。这样就会出现空闲区与占用区相互交错的情况。这样就需要P 表，F表来分别表示内存的占用区状态与空闲区的状态。 写代码的时候会碰到多维数组的内存分配和释放问题，在分配和释放过程中很容易出现错误。下面贴上一些示例代码，以供参考。 如果要给二维数组(m*n)分配空间，代码可以写成下面： char **a, i; // 先分配m个指针单元，注意是指针单元 // 所以每个单元的大小是sizeof(char *) a = (char **)malloc(m * sizeof(char *)); // 再分配n个字符单元， // 上面的m个指针单元指向这n个字符单元首地址 for(i = 0; i < m; i++) a[i] = (char *)malloc(n * sizeof(char)); （注意红色部分） 释放应该是： int i; for(i=0;i a = (char ***)malloc(m * sizeof(char **)); for(i = 0; i < m; ++i) a[i] = (char **)malloc(n * sizeof(char *)); for(i = 0; i < m; ++i) for(j = 0; j < n; ++j) a[i][j] = (char *)malloc(p * sizeof(char)); 释放代码为逆过程，具体代码为： int i,j,; for(i = 0; i < m; ++i) for(j = 0; j < n; ++j) free((void *)a[i][j]); for(i = 0; i < m; ++i) free((void *)a[i]); free((void *)a); 三维以上的多维数组的分配和释放，原理与上面的一样。 （转） C中如何为第二维长度固定的二维数组分配内存 linux下内存释放问题 细心的朋友会注意到,当你在linux下频繁存取文件后,物理内存会非常快被用光,当程式结束后,内存不会被正常释放,而是一直作为caching.这个问题,貌似有不少人在问,不过都没有看到有什么非常好解决的办法.那么我来谈谈这个问题. 先来说说free命令 [root@server ~]# free -m total used free shared buffers cached Mem: 249 163 86 0 10 94 -/+ buffers/cache: 58 191 Swap: 511 0 511 其中: total 内存总数 used 已使用的内存数 free 空闲的内存数 shared 多个进程共享的内存总额 buffers Buffer Cache和cached Page Cache 磁盘缓存的大小 -buffers/cache 的内存数:used - buffers - cached +buffers/cache 的内存数:free + buffers + cached 可用的memory=free memory+buffers+cached 有了这个基础后,能得知,我目前used为163MB,free为86,buffer和cached分别为10,94 那么我们来看看,如果我执行复制文件,内存会发生什么变化. [root@server ~]# cp -r /etc ~/test/ [root@server ~]# free -m total used free shared buffers cached Mem: 249 244 4 0 8 174 -/+ buffers/cache: 62 187 Swap: 511 0 511 在我命令执行结束后,used为244MB,free为4MB,buffers为8MB,cached为174MB,天呐都被cached吃掉了.别紧张,这是为了提高文件读取效率的做法. 引用 https://www.wendangku.net/doc/7a4296297.html,/archives/2007/09/linux_free.html "为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。" 那么有人说过段时间,linux会自动释放掉所用的内存,我们使用free再来试试,看看是否有释放>? 内存映射文件： 内存映射文件有三种，第一种是可执行文件的映射，第二种是数据文件的映射，第三种是借助页面交换文件的内存映射.应用程序本身可以使用后两种内存映射. 1.可执行文件映射： Windows在执行一个Win32应用程序时使用的是内存映射文件技术.系统先在进程地址空间的0x00400000以上保留一个足够大的虚拟地址空间(0x00400000以下是由系统管理的),然后把应用程序所在的磁盘空间作为虚拟内存提交到这个保留的地址空间中去(我的理解也就是说，虚拟内存是由物理内存和磁盘上的页面文件组成的，现在应用程序所在的磁盘空间就成了虚拟地址的页面文件).做好这些准备后，系统开始执行这个应用程序，由于这个应用程序的代码不在内存中(在页面文件中),所以在执行第一条指令的时候会产生一个页面错误(页面错误也就是说，系统所访问的数据不在内存中),系统分配一块内存把它映射到0x00400000处，把实际的代码或数据读入其中(系统分配一块内存区域，把它要访问的在页面文件中的数据读入到这块内存中,需在注意是系统读入代码或数据是一页一页读入的),然后可以继续执行了.当以后要访问的数据不在内存中时，就可以通过前面的机制访问数据.对于Win32DLL的映射也是同样，不过DLL文件应该是被Win32进程共享的(我想应该被映射到x80000000以后，因为0x80000000-0xBFFFFFFF是被共享的空间). 当系统在另一个进程中执行这个应用程序时，系统知道这个程序已经有了一个实例，程序的代码和数据已被读到内存中，所以系统只需把这块内存在映射到新进程的地址空间即可，这样不就实现了在多个进程间共享数据了吗！然而这种共享数据只是针对只读数据，如果进程改写了其中的代码和数据，操作系统就会把修改的数据所在的页面复制一份到改写的进程中(我的理解也就是说共享的数据没有改变，进程改写的数据只是共享数据的一份拷贝，其它进程在需要共享数据时还是共享没有改写的数据)，这样就可以避免多个进程之间的相互干扰. 2.数据文件的内存映射： 数据文件的内存映射原理与可执行文件内存映射原理一样.先把数据文件的一部分映射到虚拟地址空间的0x80000000 - 0xBFFFFFFF,但没有提交实际内存(也就是说作为页面文件),当有指令要存取这段内存时同样会产生页面错误异常.操作系统捕获到这个异常后，分配一页内存，映射内存到发生异常的位置，然后把要访问的数据读入到这块内存，继续执行刚才产生异常的指令(这里我理解的意思是把刚才产生异常的指令在执行一次，这次由于数据已经映射到内存中，指令就可以顺利执行过去),由上面的分析可知，应用程序访问虚拟地址空间时由操作系统管理数据在读入等内容，应用程序本身不需要调用文件的I/O函数(这点我觉得很重要，也就是为什么使用内存映射文件技术对内存的访问就象是对磁盘上的文件访问一样). 3.基于页面交换文件的内存映射： 内存映射的第三种情况是基于页面交换文件的.一个Win32进程利用内存映射文件可以在进程共享的地址空间保留一块区域(0x8000000 - 0xBFFFFFFF),这块区域与系统的页面交换文件相联系.我们可以用这块区域来存储临时数据，但更常见的做法是利用这块区域与其他进程通信(因为0x80000000以上是系统空间，进程切换只是私有地址空间，系统空间是所有进程共同使用的),这样多进程间就可以实现通信了.事实上Win32多进程间通信都是使用的内存映射文件技术，如PostMessage()，SentMessage()函数，在内部都使用内存映射文件技术. 使用内存映射文件的方法： 1.利用内存映射文件进行文件I/O操作： CreateFile()-->CreateFileMapping()-->MapViewOfFile()...... 内核态与用户态是操作系统的两种运行级别，intel cpu提供Ring0-Ring3三种级别的运行模式。Ring0级别最高，Ring3最低。 当一个任务(进程)执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态(或简称为内核态)。此时处理器处于特权级最高的(0级) 内核代码中执行。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态(用户态)。即此时处理器在特权级最低的(3级)用户代码中运行。 在内核态下CPU可执行任何指令，在用户态下CPU只能执行非特权指令。当CPU处于内核态，可以随意进入用户态；而当CPU处于用户态时，用户从用户态切换到内核态只有在系统调用和中断两种情况下发生，一般程序一开始都是运行于用户态，当程序需要使用系统资源时，就必须通过调用软中断进入内核态。 现象 1 压力测试过程中，发现被测对象性能不够理想，具体表现为： 进程的系统态CPU消耗20，用户态CPU消耗10，系统idle大约70 2 用ps -o majflt,minflt -C program命令查看，发现majflt每秒增量为0，而minflt每秒增量大于10000。 初步分析 majflt代表major fault，中文名叫大错误，minflt代表minor fault，中文名叫小错误。 这两个数值表示一个进程自启动以来所发生的缺页中断的次数。 当一个进程发生缺页中断的时候，进程会陷入内核态，执行以下操作： 检查要访问的虚拟地址是否合法 查找/分配一个物理页 填充物理页内容（读取磁盘，或者直接置0，或者啥也不干） 建立映射关系（虚拟地址到物理地址） 重新执行发生缺页中断的那条指令 如果第3步，需要读取磁盘，那么这次缺页中断就是majflt，否则就是minflt。 此进程minflt如此之高，一秒10000多次，不得不怀疑它跟进程内核态cpu消耗大有很大关系。 分析代码 查看代码，发现是这么写的：一个请求来，用malloc分配2M内存，请求结束后free这块内存。看日志，发现分配内存语句耗时10us，平均一条请求处理耗时1000us 。原因已找到！ 虽然分配内存语句的耗时在一条处理请求中耗时比重不大，但是这条语句严重影响了性能。要解释清楚原因，需要先了解一下内存分配的原理。 内存分配的原理 从操作系统角度来看，进程分配内存有两种方式，分别由两个系统调用完成：brk和mmap （不考虑共享内存）。brk是将数据段(.data)的最高地址指针_edata往高地址推，mmap是在进程的虚拟地址空间中（一般是堆和栈中间）找一块空闲的。这两种方式分配的都是虚拟内存，没有分配物理内存。在第一次访问已分配的虚拟地址空间的时候，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系。 操作系统实验 内存的分配与回收 实验报告 一、实验题目：内存的分配与回收 二、实验内容：利用可变分区的首次适应算法，模拟内存的分配与回收。 三、实验目的：掌握可变分区首次适应算法的原理以及其编程实现。 四、实验过程： 1、基本思想：可变分区分配是根据进程的实际需求，动态地为之分配内存空间。首次适应算法要求空闲空间链以地址递增的次序链接。进行内存分配时，从链表头部开始依次检索，找到第一个不小于请求空间大小的空闲空间进行分配。分配时需考虑碎片问题，若分配会导致碎片产生则将整块分区分配。内存的回收需要考虑四种情况：⑴回收分区前后两个分区都空闲，则需要和前后两个分区合并；（2）回收分区只有前一分区空闲，则与前一分区合并；（3）回收分区只有后一分区空闲，则和后一分区合并；（4）回收分区独立，不考虑合并 。 2、主要数据结构： struct FreeArea{ 链结点包含的数据：分区号、大小、起址、标记 i nt ID; i nt size; l ong address; i nt sign; }; struct Node { 双链表结点结构体：数据区、前向指针、后继指针 F reeArea data; s truct Node *prior; s truct Node *next; }*DLinkList; 3、输入、输出： 输入： I.内存分配时由键盘输入分区ID和大小； II.内存回收时由键盘输入需要回收的分区ID； 输出：输出内存的分配情况（按照地址从低到高） 4、程序流程图： 5、实验结果截屏： 6、源程序代码： #include 一个程序本质上都是由BSS 段、data段、text段三个组成的。这种概念在当前的计算机程序设计中是非常重要的一个基本概念，并且在嵌入式系统的设计中也非常重要，牵涉到嵌入式系统执行时的内存大小分配，存储单元占用空间大小的问题。 ●BSS段：在採用段式内存管理的架构中。BSS段（bss segment）一般是指用 来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。 BSS是英文Block Started by Symbol的简称。 BSS段属于静态内存分配。 ●数据段：在採用段式内存管理的架构中，数据段（data segment）一般是指 用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。 ●代码段：在採用段式内存管理的架构中，代码段（text segment）一般是指 用来存放程序执行代码的一块内存区域。这部分区域的大小在程序执行前就已经确定，而且内存区域属于仅仅读。 在代码段中。也有可能包括一些仅仅读的常数变量，比如字符串常量等。 程序编译后生成的目标文件至少含有这三个段。这三个段的大致结构图例如以下所看到的： 当中.text即为代码段，为仅仅读。.bss段包括程序中未初始化的全局变量和static变量。 data段包括三个部分：heap(堆)、stack(栈)和静态数据区。 ●堆（heap）：堆是用于存放进程执行中被动态分配的内存段。它的大小并不 固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时。新分配的内存就被动态加入到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减） 栈(stack)：栈又称堆栈，是用户存放程序暂时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包含static声明的变量。static意味着在数据段中存放变量）。 除此以外，在函数被调用时。其參数也会被压入发起调用的进程栈中。而且待到调用结束后。函数的返回值也会被存放回栈中。 因为栈的先进先出特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们能够把堆栈看成一个寄存、交换暂时数据的内存区。 当程序在运行时动态分配空间（C中的malloc函数），所分配的空间就属于heap。其概念与数据结构中“堆”的概念不同。 stack段存放函数内部的变量、參数和返回地址，其在函数被调用时自己主动分配。訪问方式就是标准栈中的LIFO方式。 （由于函数的局部变量存放在此，因此其訪问方式应该是栈指针加偏移的方式，否则若通过push、pop操作来訪问相当麻烦） data段中的静态数据区存放的是程序中已初始化的全局变量、静态变量和常量。 在採用段式内存管理的架构中（比方intel的80x86系统），BSS 段（Block Started by Symbol segment）一般是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域，一般在初始化时BSS 段部分将会清零。BSS 段属于静态内存分配。即程序一開始就将其清零了。 比方，在C语言之类的程序编译完毕之后，已初始化的全局变量保存在.data 段中，未初始化的全局变量保存在.bss 段中。 text和data段都在可运行文件里（在嵌入式系统里通常是固化在镜像文件里）。由系统从可运行文件里载入；而BSS段不在可运行文件里，由系统初始化。 在IE下的JS编程需注意的内存释放问题 在IE下的JS编程中，以下的编程方式都会造成即使关闭IE也无法释放内存的问题，下面分类给出： 1、给DOM对象添加的属性是一个对象的引用。范例： var MyObject = {}; document.getElementById('myDiv').myProp = MyObject; 解决方法： 在window.onunload事件中写上: document.getElementById('myDiv').myProp = null; 2、DOM对象与JS对象相互引用。范例： function Encapsulator(element) { this.elementReference = element; element.myProp = this; } new Encapsulator(document.getElementById('myDiv')); 解决方法： 在onunload事件中写上: document.getElementById('myDiv').myProp = null; 3、给DOM对象用attachEvent绑定事件。范例： function doClick() {} element.attachEvent("onclick", doClick); 解决方法： 在onunload事件中写上: element.detachEvent('onclick', doClick); 4、从外到内执行appendChild。这时即使调用removeChild也无法释放。范例： var parentDiv = document.createElement("div"); var childDiv = document.createElement("div"); document.body.appendChild(parentDiv); parentDiv.appendChild(childDiv); 解决方法： 从内到外执行appendChild: var parentDiv = document.createElement("div"); var childDiv = document.createElement("div"); parentDiv.appendChild(childDiv); document.body.appendChild(parentDiv); 5、反复重写同一个属性会造成内存大量占用(但关闭IE后内存会被释放)。范例： for(i = 0; i < 5000; i++) { hostElement.text = "asdfasdfasdf"; 实习四 主存储器空间的分配和回收 一、实习内容 主存储器空间的分配和回收。 二、实习目的 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的，通过本实习帮助学生理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实习题目 本实习模拟在两种存储管理方式下的主存分配和回收。 第一题：在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和实现主存回收。 [提示]： 可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入。随着作业的装入、撤离，主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。例如： 为了 说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下： 第一栏 第二栏 其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址。 长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。 状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可用 来登记新的空闲区（例如，作业撤离后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态）。由于分区的个数不定，所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。 上述的这张说明表的登记情况是按提示（1）中的例所装入的三个作业占用的主存区域后填写的。 (2) 当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。有时找到的空闲区可能大于作业需要量，这时应把原来的空闲区变成两部分：一部分分给作业占用；另一部分又成为一个较小的空闲区。为了尽量减少由于分割造成的空闲区，而尽量保存高地址部分有较大的连续空闲区域，以利于大型作业的装入。为此，在空闲区说明表中，把每个空闲区按其地址顺序登记，即每个后继的空闲区其起始地址总是比前者大。为了方便查找还可使表格“紧缩”，总是让“空表目”栏集中在表格的后部。 (3) 采用最先适应算法（顺序分配算法）分配主存空间。 按照作业的需要量，查空闲区说明表，顺序查看登记栏，找到第一个能满足要求的空闲区。当空闲区大于需要量时，一部分用来装入作业，另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。 由于本实习是模拟主存的分配，所以把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业，而用输出“分配情况”来代替。最先适应分配算法如图4-1。 (4) 当一个作业执行结束撤离时，作业所占的区域应该归还，归还的区域如果与其它空闲区相邻，则应合成一个较大的空闲区，登记在空闲区说明表中。例如，在提示（1）中列举的情况下，如果作业2撤离，归还所占主存区域时，应与上、下相邻的空闲区一起合成一个大的空闲区登记在空闲区说明表中。归还主存时的回收算法如图4-2。 (5) 请按最先适应算法设计主存分配和回收的程序。然后按（1）中假设主存中已装入三个作业，且形成两个空闲区，确定空闲区说明表的初值。现有一个需要主存量为6K的作业4申请装入主存；然后作业3撤离；再作业2撤离。请你为它们进行主存分配和回收，把空闲区说明表的初值以及每次分配或回收后的变化显示出来或打印出来。 第二题：在分页式管理方式下采用位示图来表示主存分配情况，实现主存空间的分配和回收。 [提示]： (1) 分页式存储器把主存分成大小相等的若干块，作业的信息也按块的大小分页，作业装入主存时可把作业的信息按页分散存放在主存的空闲块中，为了说明主存中哪些块已经被占用，哪些块是尚未分配的空闲块，可用一张位示图来指出。位示图可由若干存储单元来构成，其中每一位与一个物理块对应，用0/1表示对应块为空闲/已占用。 (2) 假设某系统的主存被分成大小相等的64块，则位示图可用8个字节来构成，另用一单元记录当前空闲块数。如果已有第0，1，4，5，6，9，11，13，24，31，共10个主存 在讲述文件映射的概念时, 不可避免的要牵涉到虚存(SVR 4的VM). 实际上, 文件映射是虚存的中心概念, 文件映射一方面给用户提供了一组措施, 好似用户将文件映射到自己地址空间的某个部分, 使用简单的内存访问指令读写文件；另一方面, 它也可以用于内核的基本组织模式, 在这种模式种, 内核将整个地址空间视为诸如文件之类的一组不同对象的映射. 中的传统文件访问方式是, 首先用open系统调用打开文件, 然后使用read, write以及lseek等调用进行顺序或者随即的I/O. 这种方式是非常低效的, 每一次I/O操作都需要一次系统调用. 另外, 如果若干个进程访问同一个文件, 每个进程都要在自己的地址空间维护一个副本, 浪费了内存空间. 而如果能够通过一定的机制将页面映射到进程的地址空间中, 也就是说首先通过简单的产生某些内存管理数据结构完成映射的创建. 当进程访问页面时产生一个缺页中断, 内核将页面读入内存并且更新页表指向该页面. 而且这种方式非常方便于同一副本的共享. VM是面向对象的方法设计的, 这里的对象是指内存对象: 内存对象是一个软件抽象的概念, 它描述内存区与后备存储之间的映射. 系统可以使用多种类型的后备存储, 比如交换空间, 本地或者远程文件以及帧缓存等等. VM系统对它们统一处理, 采用同一操作集操作, 比如读取页面或者回写页面等. 每种不同的后备存储都可以用不同的方法实现这些操作. 这样, 系统定义了一套统一的接口, 每种后备存储给出自己的实现方法. 这样, 进程的地址空间就被视为一组映射到不同数据对象上的的映射组成. 所有的有效地址就是那些映射到数据对象上的地址. 这些对象为映射它的页面提供了持久性的后备存储. 映射使得用户可以直接寻址这些对象. 值得提出的是, VM体系结构独立于Unix系统, 所有的Unix系统语义, 如正文, 数据及堆栈区都可以建构在基本VM系统之上. 同时, VM体系结构也是独立于存储管理的, 存储管理是由操作系统实施的, 如: 究竟采取什么样的对换和请求调页算法, 究竟是采取分段还是分页机制进行存储管理, 究竟是如何将虚拟地址转换成为物理地址等等(Linux中是一种叫Three Level Page Table的机制), 这些都与内存对象的概念无关. 下面介绍Linux中 VM的实现. 一个进程应该包括一个mm_struct(memory manage struct), 该结构是进程虚拟地址空间的抽象描述, 里面包括了进程虚拟空间的一些管理信息: start_code, end_code, start_data, end_data, start_brk, end_brk等等信息. 另外, 也有一个指向进程虚存区表(vm_area_struct: virtual memory area)的指针, 该链是按照虚拟地址的增长顺序排列的. 在Linux进程的地址空间被分作许多区(vma), 每个区(vma)都对应虚拟地址空间上一段连续的区域, vma是可以被共享和保护的独立实体, 这里的vma就是前面提到的内存对象. 下面是vm_area_struct的结构, 其中, 前半部分是公共的, 与类型无关的一些数据成员, 如: 指向mm_struct的指针, 地址范围等等, 后半部分则是与类型相关的成员, 其中最重要的是一个指向vm_operation_struct向量表的指针 vm_ops, vm_pos向量表是一组虚函数, 定义了与vma类型无关的接口. 每一个特定的子类, 即每种vma类型都必须在向量表中实现这些操作. 这里包括了: open, close, unmap, protect, sync, nopage, wppage, swapout这些操作. 1.struct vm_area_struct { 2./*公共的, 与vma类型无关的 */ 3.struct mm_struct * vm_mm; 主存空间的分配与回收实验报告 实验报告 课程名称：操作系统 实验名称：主存空间的分配与回收学号： 110310014 学生姓名：于钊 班级：信管1101班 指导教师：吴联世 实验日期： 2013 年12月5日 3、采用最先适应算法（顺序分配算法）分配主存空间。 按照作业的需要量，查空闲区说明表，顺序查看登记栏，找到第一个能满足要求的空闲区。当空闲区大于需要量时，一部分用来装入作业，另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。 由于本实验是模拟主存的分配，所以把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业，而用输出“分配情况”来代替。 4、当一个作业执行完成撤离时，作业所占的分区应该归还给系统，归还的分区如果与其它空闲区相邻，则应合成一个较大的空闲区，登记在空闲区说明表中。例如，在上述中列举的情况下，如果作业2撤离，归还所占主存区域时，应与上、下相邻的空闲区一起合成一个大的空闲区登记在空闲区说明表中。 2）程序结构（流程图） 首次适应分配模拟算法 主存回收算法 3）实现步骤 实现动态分区的分配与回收，主要考虑三个问题：第一，设计记录主存使用情况的数据表格，用来记录空闲区和作业占用的区域；第二，在设计的数据表格基础上设计主存分配算法；第三，在设计的数据表格基础上设计主存回收算法。 1．设计记录主存使用情况的数据表格 由于动态分区的大小是由作业需求量决定的，故分区的长度是预先不固定的，且分区的个数也随主存分配和回收变动。总之，所有分区情况随时可能发生变化，数据表格的设计必须和这个特点相适应。由于分区长度不同，因此设计的表格应该包括分区在主存中的起始地址和长度。由于分配时，空闲区有时会变成两个分区：空闲区和已分分区，回收主存分区时，可能会合并空闲区，这样如果整个主存采用一张表格记录已分分区和空闲区，就会使表格操作繁琐。主存分配时查找空闲区进行分配，然后填写已分配区表，主要操作在空闲区；某个作业执行完后，将该分区贬词空闲区，并将其与相邻的空闲区合并，主要操作也在空闲区。由此可见，主存的分配与回收主要时对空闲区的操作。这样为了便于对主存空间的分配与回收，就建立两张分区表记录主存的使用情况：“已分配区表”记录作业占用分区，“空闲区表”记录空闲区。 这两张表的实现方法一般由两种：链表形式、顺序表形式。在本实验中，采用顺序表形式，用数组模拟。由于顺序表的长度必须提前固定，所以无论是“已分配区表”还是“空闲区表”都必须事先确定长度。它们的长度必须是系统可能的最大项数，系统运行过程中才不会出错，因此在多数情况下，无论是“已分配表区”还是“空闲区表”都是空闲栏目。已分配区表中除了分区起始地址、长度主存空间的分配与回收—首次适应法
关于VB内存映射文件的使用
电脑内存不足及释放内存
内存分配与回收
C语言中多维数组的内存分配和释放
linux下内存释放问题
内存映射文件
频繁分配释放内存导致的性能问题分析
操作系统之内存分配与回收
C语言的代码内存布局具体解释
在IE下的JS编程需注意的内存释放问题
内存的申请与释放
内存映射和普通文件访问的区别
主存空间的分配与回收实验报告
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