malloclab patched

malloclab/mm.c

@@ -28,49 +28,49 @@
  ********************************************************/
 team_t team = {
     /* 团队名字 */
-    "Tom is a Cat",
+    "8-Bit Brainstorm",
     /* 团队老大的名字 */
-    "Tom",
+    "Cikki",
     /* 团队老大的email地址 */
-    "Tom@sina.com",
+    "c_gh0s7@nudt.edu.cn",
     /* 团队其他成员的名字 (如果没有，就空着) */
     "",
     /* 团队其他成员的email地址 (如果没有，就空着) */
     ""};
 
-/* 单字 (4) 还是双字 (8) 边界对齐 */
-#define ALIGNMENT 8
-
-/* 舍入到最近的ALIGNMENT边界上 */
-#define ALIGN(size) (((size) + (ALIGNMENT - 1)) & ~0x7)
-
+/* 基本常量和宏定义 */
+#define ALIGNMENT 8 /* 将块对齐到8字节（双字） */
+#define ALIGN(size)                                                            \
+  (((size) + (ALIGNMENT - 1)) & ~0x7) /* 向上舍入到最近的8的倍数 */
 #define SIZE_T_SIZE (ALIGN(sizeof(size_t)))
 
-// 定义块头部和尾部的大小
-#define WSIZE 4             // 字大小（4字节）
-#define DSIZE 8             // 双字大小（8字节）
-#define CHUNKSIZE (1 << 12) // 扩展堆的默认大小（4KB）
+/* 内存分配器的关键参数 */
+#define WSIZE 4             /* 字（word）的大小 = 4字节 */
+#define DSIZE 8             /* 双字（double word）的大小 = 8字节 */
+#define CHUNKSIZE (1 << 12) /* 扩展堆时的默认大小 = 4096字节 = 4KB */
 
-// 将大小和分配位打包成一个字
-#define PACK(size, alloc) ((size) | (alloc))
+/* 用于操作头部和脚部的宏 */
+#define PACK(size, alloc) ((size) | (alloc)) /* 将大小和已分配位打包成一个字 \
+                                              */
+#define GET(p) (*(unsigned int *)(p))        /* 读取指针p处的一个字 */
+#define PUT(p, val) (*(unsigned int *)(p) = (val)) /* 在指针p处写入一个字 */
 
-// 读取和写入地址p处的字
-#define GET(p) (*(unsigned int *)(p))
-#define PUT(p, val) (*(unsigned int *)(p) = (val))
+/* 从头部或脚部获取大小和已分配位 */
+#define GET_SIZE(p) (GET(p) & ~0x7) /* 获取块大小，去掉低3位的标志位 */
+#define GET_ALLOC(p) (GET(p) & 0x1) /* 获取已分配位（0=空闲，1=已分配）*/
 
-// 从地址p读取大小和分配位
-#define GET_SIZE(p) (GET(p) & ~0x7)
-#define GET_ALLOC(p) (GET(p) & 0x1)
+/* 给定块指针bp，计算块的头部和脚部位置 */
+#define HDRP(bp) ((char *)(bp) - WSIZE) /* 指向块头部的指针 */
+#define FTRP(bp)                                                               \
+  ((char *)(bp) + GET_SIZE(HDRP(bp)) - DSIZE) /* 指向块脚部的指针 */
 
-// 计算块的头部和尾部地址
-#define HDRP(bp) ((char *)(bp) - WSIZE)
-#define FTRP(bp) ((char *)(bp) + GET_SIZE(HDRP(bp)) - DSIZE)
+/* 给定块指针bp，计算下一个和前一个块的地址 */
+#define NEXT_BLKP(bp)                                                          \
+  ((char *)(bp) + GET_SIZE(((char *)(bp) - WSIZE))) /* 下一个块的指针 */
+#define PREV_BLKP(bp)                                                          \
+  ((char *)(bp) - GET_SIZE(((char *)(bp) - DSIZE))) /* 前一个块的指针 */
 
-// 计算下一个和前一个块的地址
-#define NEXT_BLKP(bp) ((char *)(bp) + GET_SIZE(((char *)(bp) - WSIZE)))
-#define PREV_BLKP(bp) ((char *)(bp) - GET_SIZE(((char *)(bp) - DSIZE)))
-
-static char *heap_listp; // 指向堆的起始位置
+static char *heap_listp; /* 指向堆的第一个块的指针 */
 
 static void *extend_heap(size_t words);
 static void *coalesce(void *bp);
@@ -80,8 +80,9 @@ static void place(void *bp, size_t asize);
 static void print_block(int request_id, int payload);
 
 /*
- * mm_init -
- * 初始化malloc系统，此函数，在整个运行期间，只被调用1次，用于建立初始化环境
+ * mm_init - 初始化内存分配器
+ * 创建初始空堆，包括序言块和结尾块
+ * 返回值：成功返回0，错误返回-1
  */
 int mm_init(void) {
   // 创建初始空堆
@@ -99,6 +100,11 @@ int mm_init(void) {
   return 0;
 }
 
+/*
+ * extend_heap - 通过增加brk指针来扩展堆
+ * 参数 words: 请求的字数（以字为单位）
+ * 返回值：指向新分配区域的指针，如果出错则返回NULL
+ */
 static void *extend_heap(size_t words) {
   char *bp;
   size_t size;
@@ -116,6 +122,17 @@ static void *extend_heap(size_t words) {
   return coalesce(bp);
 }
 
+/*
+ * coalesce - 合并相邻的空闲块
+ * 参数 bp: 指向刚被释放的块的指针
+ * 返回值：指向合并后的块的指针
+ *
+ * 有四种情况：
+ * Case 1：前后块都已分配
+ * Case 2：前块已分配，后块空闲
+ * Case 3：前块空闲，后块已分配
+ * Case 4：前后块都空闲
+ */
 static void *coalesce(void *bp) {
   size_t prev_alloc = GET_ALLOC(FTRP(PREV_BLKP(bp)));
   size_t next_alloc = GET_ALLOC(HDRP(NEXT_BLKP(bp)));
@@ -141,6 +158,16 @@ static void *coalesce(void *bp) {
   return bp;
 }
 
+/*
+ * mm_malloc - 分配一个大小为size字节的块
+ * 参数 size: 请求的字节数
+ * 返回值：指向新分配块的指针，如果错误则返回NULL
+ *
+ * 分配策略：
+ * 1. 调整请求大小为8字节对齐
+ * 2. 搜索空闲链表找到第一个适合的块
+ * 3. 如果没有找到合适的块，扩展堆
+ */
 void *mm_malloc(size_t size) {
   size_t asize;      // 调整后的块大小
   size_t extendsize; // 如果没有合适的块，扩展堆的大小
@@ -166,6 +193,14 @@ void *mm_malloc(size_t size) {
   return bp;
 }
 
+/*
+ * mm_free - 释放一个之前分配的块
+ * 参数 bp: 指向要释放的块的指针
+ *
+ * 处理步骤：
+ * 1. 标记块为空闲（更新头部和脚部）
+ * 2. 合并相邻的空闲块（如果有的话）
+ */
 void mm_free(void *bp) {
   if (bp == NULL)
     return;
@@ -176,6 +211,18 @@ void mm_free(void *bp) {
   coalesce(bp);
 }
 
+/*
+ * mm_realloc - 调整一个已分配块的大小
+ * 参数：
+ *   ptr - 指向旧块的指针
+ *   size - 请求的新大小
+ * 返回值：指向新块的指针
+ *
+ * 处理策略：
+ * 1. 如果ptr为NULL，等同于malloc
+ * 2. 如果size为0，等同于free
+ * 3. 分配新块，复制数据，释放旧块
+ */
 void *mm_realloc(void *ptr, size_t size) {
   if (ptr == NULL)
     return mm_malloc(size);
@@ -197,6 +244,11 @@ void *mm_realloc(void *ptr, size_t size) {
   return newptr;
 }
 
+/*
+ * find_fit - 使用首次适配搜索，查找满足所需大小的空闲块
+ * 参数 asize: 调整后的块大小
+ * 返回值：找到则返回块指针，否则返回NULL
+ */
 static void *find_fit(size_t asize) {
   void *bp;
 
@@ -208,6 +260,14 @@ static void *find_fit(size_t asize) {
   return NULL;
 }
 
+/*
+ * place - 将请求的块放置在空闲块的起始位置
+ * 参数：
+ *   bp - 空闲块指针
+ *   asize - 请求的大小
+ *
+ * 如果剩余部分足够大（>= 2*DSIZE），则分割块
+ */
 static void place(void *bp, size_t asize) {
   size_t csize = GET_SIZE(HDRP(bp));