在没有操作系统的嵌入式系统中的malloc

Question

该查询涉及使用malloc分配内存。

通常我们说的是malloc从堆中分配内存。

现在说我有一个普通的嵌入式系统（无操作系统），我有正常的程序加载我在我的程序中做的malloc。

在这种情况下，从哪里分配内存？

Answer 1

malloc（）是一个通常由运行时库实现的函数。你是对的，如果你在一个操作系统上运行，那么malloc有时（但不是每次）都会触发一个系统调用，这会使操作系统将一些内存映射到程序的地址空间。

如果您的程序在没有操作系统的情况下运行，那么您可以将您的程序看作为的操作系统。您可以访问所有地址，这意味着您可以将一个地址分配给一个指针，然后将该指针取消引用为读/写。

当然，你必须确保你的程序中没有其他部分只是使用相同的内存，让你写你自己的内存管理器：

简单地说，你可以提留一个地址范围你的“内存管理器”用来存储哪些地址范围已被使用（存储在那里的数据结构可以像链表一样简单或复杂得多）。然后你会写一个函数，并把它称为例如malloc（）它构成了你的内存管理器的功能部分。它会查看所提到的数据结构，以查找只要参数指定并返回指向它的指针的范围地址。

现在，如果程序中的每个函数调用malloc（），而不是随机写入自定义地址，则您已完成第一步。你可以写一个免费（）函数，它会查找它在上述数据结构中给出的指针，并调整数据结构（在天真的链表中它会合并两个链接）。

Answer 2

唯一真正的答案是“无论你的编译器/库实现如何”。

在我使用的嵌入式系统中，没有堆，因为我们没有写入。

Answer 3

从你说的堆里出来。不同之处在于堆不是由OS提供的。无疑，应用程序的链接器脚本中会包含堆的分配。运行时库将管理这个。

对于Newlib C库，通常在基于GCC的嵌入式系统中不使用OS或至少不运行Linux的情况下，该库有一个存根syscall函数sbrk（）。开发人员可以使用sbrk（）来实现这个功能，它必须根据请求为堆管理器提供更多的内存。通常它只增加一个指针并返回一个指向新块开始的指针，此后库的堆管理器管理并维护可能与之前块相邻或不相邻的新块。上一个链接包含一个示例实现。