malloc.c

linux 0.11 内核源码。kernel-011-src.tar

void *malloc(unsigned int len)
{
struct _bucket_dir *bdir;
struct bucket_desc *bdesc;
void *retval;

/*
* First we search the bucket_dir to find the right bucket change
* for this request.
*/
/*
* 首先我们搜索存储桶目录bucket_dir 来寻找适合请求的桶大小。
*/
// 搜索存储桶目录，寻找适合申请内存块大小的桶描述符链表。如果目录项的桶字节数大于请求的字节
// 数，就找到了对应的桶目录项。
for (bdir = bucket_dir; bdir->size; bdir++)
if (bdir->size >= len)
break;
// 如果搜索完整个目录都没有找到合适大小的目录项，则表明所请求的内存块大小太大，超出了该
// 程序的分配限制(最长为1 个页面)。于是显示出错信息，死机。
if (!bdir->size) {
printk( "malloc called with impossibly large argument (%d)\n",
len);
panic( "malloc: bad arg");
}
/*
* Now we search for a bucket descriptor which has free space
*/
/*
* 现在我们来搜索具有空闲空间的桶描述符。
*/
cli(); /* Avoid race conditions */ /* 为了避免出现竞争条件，首先关中断 */
// 搜索对应桶目录项中描述符链表，查找具有空闲空间的桶描述符。如果桶描述符的空闲内存指针
// freeptr 不为空，则表示找到了相应的桶描述符。
for (bdesc = bdir->chain; bdesc; bdesc = bdesc->next)
if (bdesc->freeptr)
break;
/*
* If we didn't find a bucket with free space, then we'll
* allocate a new one.
*/
/*
* 如果没有找到具有空闲空间的桶描述符，那么我们就要新建立一个该目录项的描述符。
*/
if (!bdesc) {
char *cp;

int i;

// 若free_bucket_desc 还为空时，表示第一次调用该程序，则对描述符链表进行初始化。
// free_bucket_desc 指向第一个空闲桶描述符。
if (!free_bucket_desc)
init_bucket_desc();
// 取free_bucket_desc 指向的空闲桶描述符，并让free_bucket_desc 指向下一个空闲桶描述符。
bdesc = free_bucket_desc;
free_bucket_desc = bdesc->next;
// 初始化该新的桶描述符。令其引用数量等于0；桶的大小等于对应桶目录的大小；申请一内存页面，
// 让描述符的页面指针page 指向该页面；空闲内存指针也指向该页开头，因为此时全为空闲。
bdesc->refcnt = 0;
bdesc->bucket_size = bdir->size;
bdesc->page = bdesc->freeptr = (void *) cp = get_free_page();
// 如果申请内存页面操作失败，则显示出错信息，死机。
if (!cp)
panic( "Out of memory in kernel malloc()");
/* Set up the chain of free objects */
/* 在该页空闲内存中建立空闲对象链表 */
// 以该桶目录项指定的桶大小为对象长度，对该页内存进行划分，并使每个对象的开始4 字节设置
// 成指向下一对象的指针。
for (i=PAGE_SIZE/bdir->size; i > 1; i--) {
*((char **) cp) = cp + bdir->size;
cp += bdir->size;
}
// 最后一个对象开始处的指针设置为0(NULL)。
// 然后让该桶描述符的下一描述符指针字段指向对应桶目录项指针chain 所指的描述符，而桶目录的
// chain 指向该桶描述符，也即将该描述符插入到描述符链链头处。
*((char **) cp) = 0;
bdesc->next = bdir->chain; /* OK, link it in! */ /* OK，将其链入！*/
bdir->chain = bdesc;
}
// 返回指针即等于该描述符对应页面的当前空闲指针。然后调整该空闲空间指针指向下一个空闲对象，
// 并使描述符中对应页面中对象引用计数增1。
retval = (void *) bdesc->freeptr;
bdesc->freeptr = *((void **) retval);
bdesc->refcnt++;
// 最后开放中断，并返回指向空闲内存对象的指针。
sti(); /* OK, we're safe again */ /* OK，现在我们又安全了*/
return(retval);
}

/*
* Here is the free routine. If you know the size of the object that you
* are freeing, then free_s() will use that information to speed up the
* search for the bucket descriptor.
*
* We will #define a macro so that "free(x)" is becomes "free_s(x, 0)"
*/
/*
* 下面是释放子程序。如果你知道释放对象的大小，则free_s()将使用该信息加速
* 搜寻对应桶描述符的速度。
*

* 我们将定义一个宏，使得"free(x)"成为"free_s(x, 0)"。
*/
//// 释放存储桶对象。
// 参数：obj - 对应对象指针；size - 大小。
void free_s(void *obj, int size)
{
void *page;
struct _bucket_dir *bdir;
struct bucket_desc *bdesc, *prev;

/* Calculate what page this object lives in */
/* 计算该对象所在的页面 */
page = (void *) ((unsigned long) obj & 0xfffff000);
/* Now search the buckets looking for that page */
/* 现在搜索存储桶目录项所链接的桶描述符，寻找该页面 */
//
for (bdir = bucket_dir; bdir->size; bdir++) {
prev = 0;
/* If size is zero then this conditional is always false */
/* 如果参数size 是0，则下面条件肯定是false */
if (bdir->size < size)
continue;
// 搜索对应目录项中链接的所有描述符，查找对应页面。如果某描述符页面指针等于page 则表示找到
// 了相应的描述符，跳转到found。如果描述符不含有对应page，则让描述符指针prev 指向该描述符。
for (bdesc = bdir->chain; bdesc; bdesc = bdesc->next) {
if (bdesc->page == page)
goto found;
prev = bdesc;
}
}
// 若搜索了对应目录项的所有描述符都没有找到指定的页面，则显示出错信息，死机。
panic( "Bad address passed to kernel free_s()");
found:
// 找到对应的桶描述符后，首先关中断。然后将该对象内存块链入空闲块对象链表中，并使该描述符
// 的对象引用计数减1。
cli(); /* To avoid race conditions */ /* 为了避免竞争条件 */
*((void **)obj) = bdesc->freeptr;
bdesc->freeptr = obj;
bdesc->refcnt--;
// 如果引用计数已等于0，则我们就可以释放对应的内存页面和该桶描述符。
if (bdesc->refcnt == 0) {
/*
* We need to make sure that prev is still accurate. It
* may not be, if someone rudely interrupted us....
*/
/*
* 我们需要确信prev 仍然是正确的，若某程序粗鲁地中断了我们
* 就有可能不是了。
*/
// 如果prev 已经不是搜索到的描述符的前一个描述符，则重新搜索当前描述符的前一个描述符。
if ((prev && (prev->next != bdesc)) ||
(!prev && (bdir->chain != bdesc)))
for (prev = bdir->chain; prev; prev = prev->next)

if (prev->next == bdesc)
break;
// 如果找到该前一个描述符，则从描述符链中删除当前描述符。
if (prev)
prev->next = bdesc->next;
// 如果prev==NULL，则说明当前一个描述符是该目录项首个描述符，也即目录项中chain 应该直接
// 指向当前描述符bdesc，否则表示链表有问题，则显示出错信息，死机。因此，为了将当前描述符
// 从链表中删除，应该让chain 指向下一个描述符。
else {
if (bdir->chain != bdesc)
panic( "malloc bucket chains corrupted");
bdir->chain = bdesc->next;
}
// 释放当前描述符所操作的内存页面，并将该描述符插入空闲描述符链表开始处。
free_page((unsigned long) bdesc->page);
bdesc->next = free_bucket_desc;
free_bucket_desc = bdesc;
}
// 开中断，返回。
sti();
return;
}