• HTK代码阅读之内存管理


    本文原帖地址:http://xs.langlang.cc/yuedu/yuedu1000_2.htm,加了一些说明,在此向原作者(陈国平)表示感谢。

    一、     HTK内存管理概述

    C语言编程中,遇到的关于内存分配和释放的问题主要有如下两个方面。

    第一是指针维护问题。试想,你写的一个程序执行了一系列内存空间分配(通常是由malloc函数完成)操作,为了能够在以后适当的时候(通常是你不再需要那些内存时)可以将分配的内存空间释放(通常是由free函数完成),你必须小心谨慎的维护好这些指向分配的内存空间的指针。有经验的程序员大概都会有这样的感受,维护这些指针并非易事!特别是当程序比较复杂时,尤为如此。如果你一不小心(其实这很容易)丢掉了某些指针,那么操作系统将无法回收那些内存(这便是我们常说的内存泄漏问题),除非你的程序死了。

    第二就是关于内存分配释放操作本身。如果你的程序会相当频繁的执行malloc和free函数,那么程序将会费去大量的CPU时间来执行它们。

    为了解决以上两个问题,尽可能的提高内存利用率,HTK设计了一个内存管理子系统,利用自定义的堆结构(Heap)来进行内存分配和释放。HTK内存分配和释放的主要思想是一次向操作系统要大一些的内存块,然后在将它分成小块供上层程序使用,不需要时只需释放那个大内存块。

    HTK把堆结构分为三大类:

    1.       M-HEAPS:元素大小固定,new/free操作执行次序无限制,可全局重置(global reset)。

    2.       M-STACK:元素大小可变,最后分配的空间必须先释放,可全局重置。最常用

    3.       C-HEAPS:元素大小可变,new/free操作执行次序无限制,全局重置无效(直接使用malloc和free函数)。最不常用

    二、数据结构

    1. 堆数据结构定义

    typedef enum{MHEAP,MSTAK,CHEAP} HEAPTYPE; // 堆类型定义

    typedef unsigned
    char* ByteP; // 无符号字符(8位)指针

    typedef
    void* Ptr;

    typedef
    struct _Block *BlockP;

    /* MHEAP和MSTAK块数据结构定义 */

    typedef
    struct _Block{ /* MHEAP ,MSTACK */

    size_t numFree;
    /* 空闲元素数目 ,空闲字节数 */

    size_t firstFree;
    /* 第一个空闲元素索引 ,栈顶索引 */

    size_t numElem;
    /* 块分配元素的个数 ,块分配的字节数 */

    ByteP used;
    /* 指向元素分配表指针,1bit/元素 ,不使用 */

    Ptr data;
    /* 指向数据区指针 ,指向数据区指针 */

    BlockP next;
    /* 指向下一个块指针 ,指向下一个块指针 */

    }Block;

    /* 堆数据结构定义 */

    typedef
    struct{ /* MHEAP ,MSTACK */

    char* name; /* 堆的名称 ,堆的名称 */

    HEAPTYPE type;
    /* 堆的类型 ,堆的类型 */

    float growf; /* 增长因子 ,增长因子 */

    size_t elemSize;
    /* 元素大小 ,总是1 */

    size_t minElem;
    /**/没啥作用

    size_t maxElem;
    /* 每个块最大允许分配的元素个数 ,每个块最大允许分配的字节数 */

    size_t curElem;
    /* 当前块元素个数 ,当前块字节个数 */

    size_t totUsed;
    /* 该堆所有块已使用的元素总个数 , 该堆所有块以使用的字节总个数 */

    size_t totAlloc;
    /* 该堆所有块分配的元素总数 , 该堆所有块分配的字节总数 */

    BlockP heap;
    /* 指向当前块的指针 ,指向当前块的指针 */也是最新的block,因为最新申请的block都要放在最前面

    Boolean protectStk;
    /* 仅适用于MSTAK */用于实现后进先出原则,见tips

    }MemHeap;

    2. 堆数据结构框图

                        M-Heaps内存堆结构示意图

    同一个M-Heaps内存堆中分配的元素大小都是一样的。堆结构中的块指针成员变量heap指向数据块链的头。

    数据块链中的每个块分配的内存区大小由(字节)计算得到。

    每个块中的BYTE型指针成员变量used指向记录元素使用状态的表数据结构,表中第i位记录数据区中第i个元素的使用状态:1表示使用中、0表示空闲。

    每个块中的firstFree成员变量的值表示数据区中第一个空闲元素的标号。

    每个块中的numFree成员变量的值记录所在块中空闲元素的个数。如果numFree为0表示块满,这时firstFree=numElem。

                          M-Stack内存堆结构示意图

     

     

    三、算法 

    1.    接口描述

    TIPS1:如果堆的类型是MHEAP,每次申请内存New只能给你elemSize大小的一块内存,即使你指定申请大小,也会被忽略,主要用于特定情况的内存申请(比如同样大小的数据结构),大部分情况下还是使用MSTACK类型的堆,这个堆的elemSize大小为1,可以申请指定大小的内存。

    TIPS2:MSTACK类型,有一个后分配的空间必须先释放的原则:这个原则有两个实现方式:第一,通过设置x->protectStk标记为true。这样每次在MSTACK堆中申请内存(通过GetElem操作),都会在firstfree下移4bytes处记录最新申请内存的地址。这样在dispose某一块内存比如p时,会检查当前块中是否有p,如果有,p是否与firstfree下移4bytes处得值pp相等,如果相等,说明p确实是最新申请的内存, 如果不是,说明是之前申请的内存,根据stack原则,是不能被dispose的;第二,如果没有设置protectStk,那么只能靠用户自己维护这个原则,反正在dispose的时候,是严格按照后进先出原则的。A。当前块必然是最新分配内存的所在块。B。当前块内部也是按照最新分配的在最上面原则

    TIPS3:使用方法:

    1 CreateHeap创建并注册堆到headlist 

    2New分配内存,dispose释放内存 

    3 ResetHeap 清空堆 

    4 DeleteHeap删除并注销堆从headlist

    1.      定义:Export-->void InitMem(void)

    说明:初始化全局MSTAK堆变量gstack和全局CHEAP堆变量gcheap。该函数必须在调用任何其它堆操作函数前调用。

    参数:无

    返回值:无

    2.      定义:Export-->void CreateHeap(MemHeap *x , char *name , HeapType type , size_t elemSize , float growf , size_t numElem , size_t maxElem)

    说明:创建一个名称为name、类型为type的内存堆,elemSize指定内存堆中元素的大小,numElem指定块中元素默认个数。如果,内存堆的类型是MSTAK或CHEAP,则elemSize必须为1。此函数并没有创建任何真正的内存块block,New的时候,发现没有内存或内存不够的时候才创建block,创建block之后更新x->curElem.这个函数指定的numElem只是初始化x的curElem,和minElem,别的没啥用。

    参数:  x:               指向给定的内存堆                 [In,Out]

             name:         堆的名称                                 [In]

                  type:          堆类型                                     [In]

                  elemSize:   对于MHEAP表示堆的每个块中元素的大小,对于

    MSTAK和CHEAP,elemSize必须设为1              [In]

                 growf:       

                 numElem:  堆的每个块默认分配的元素个数                            [In]

                 maxElem:  堆的每个块最大允许分配的元素个数                    [In]

    返回值:无

    5.       定义:Export-->Ptr New(MemHeap *x , size_t size)

    说明:从内存堆x中分配一大小为size的新元素并返回其指针。如果x类型为MHEAP则忽略参数size(见tips,如果size大小不等于elemsize,会报错)。如果分配失败,程序将会异常退出,所以返回值永远不会为NULL。

    参数:  x:               指向给定的内存堆                 [In,Out]

                  size:           指定分配的元素大小             [In]

    返回值:返回指向新分配的元素的指针

    7.      定义:void* GetElem(BlockP p , size_t elemSize , HeapType type)

    说明:如果type为MHEAP则从块p中返回一空闲元素指针,并将其在使用状态表中的对应项置1。如果type为MSTAK则从块p中返回一大小为elemSize字节数的区域指针,并对块p中firstFree和numFree变量进行相应的修改。

    参数:  p:               指向给定的块                         [In]

                  elemSize:   元素大小                                 [In]

                  type:          所属堆的类型                         [In]

    返回值:如果成功,则返回大小为elemSize字节数的数据区,否则返回

    NULL。

     

    8.      定义:BlockP AllocBlock(size_t size , size_t num , HeapType type)

    说明:分配一个数据区大小为size*num字节数的块,在进行必要的初始化后,返回该块的指针。

    参数:  size:           元素大小                                 [In]

                  num:           元素个数                                 [In]

                  type:          所属堆的类型                         [In]

    返回值:如果分配成功,则返回块指针,否则程序异常退出。

    9.       定义:size_t Mround(size_t size)

    说明:返回大小>=size并且整除FWORD(8)的值。

    参数:  size               输入大小                                 [In]

    返回值:返回计算的大小

    10.    定义:Export-->Ptr CNew(MemHeap *x , size_t size)

    说明:从内存堆x中分配一大小为size的新元素清0后返回其指针。如果x类型为MHEAP则忽略参数size。如果分配失败,程序将会异常退出,所以返回值永远不会为NULL。

    参数:  x:               指向给定的内存堆                 [In,Out]

                  size:           指定分配的元素大小             [In]

    返回值:     返回指向新分配的元素的指针

     

    3.       定义:Export-->void ResetHeap(MemHeap *x)

    说明:释放内存堆x中所有元素,对CHEAP内存堆无效。对MHEAP类型,释放所有block,回归x的初始状态,对MSTACK类型,释放除第一个block之外的所有block,第一个block的数据区内存也不释放,但都标记为未使用(即firstfree=0)

    参数:  x:               指向给定的内存堆                 [In,Out]

    返回值:无

    4.       定义:Export-->void DeleteHeap(MemHeap *x)

    说明:释放内存堆x中所有元素,对CHEAP内存堆无效。并删除内存堆x。(MSTACK类型的最后一个block也会释放),x从headlist里面去除(UnRecordHeap)

    参数:  x:               指向给定的内存堆                 [In,Out]

    返回值:无

    11.    定义:Export-->void Dispose(MemHeap* x , void *p)

    说明:从内存堆x中释放元素p;只是标记为未使用,不释放。但是如果标记完之后发现此block的内存都未被使用,则释放该block;

    参数:  x                   指向给定的内存堆                 [In,Out]

                  p                   元素指针                                 [In]

    返回值:     无

    6.      定义:void BlockRecorder(BlockP *p , int n)

    说明:对于MHEAP堆,从块p向后搜索有n个以上(包括n个)元素的块,并将其移至块链表头。对于MSTAK堆,从块p向后搜索有n个以上(包括n个)字节数的块,并将其移至块链表头。

    参数:  p                   指向给定的块                         [In,Out]

                  n                   对于MHEAP,表示元素个数;对于MSTAK,表示字节

    数。                                         [In]

    返回值:无

    2.    接口实现 

    1. 内存堆创建算法CreateHeap

    void CreateHeap(MemHeap *x, char *name, HeapType type, size_t elemSize,

                    float growf, size_t numElem, size_t maxElem)

    {

         // 一致性检查

         if (growf < 0.0) //growf必须大于等于0

              HError(5170, "CreateHeap: -ve grow factor in heap %s",name);

         if (numElem>maxElem) //默认的元素个数不能大于最大允许的元素个数

             HError(5170,"CreateHeap: init num elem > max elem in heap %s",name);

         if (elemSize <= 0) //元素大小必须大于0

             HError(5170,"CreateHeap: elem size = %u in heap %s",elemSize,name);

         if (type == MSTAK && elemSize !=1) //MSTAKelemSize必须为1

             HError(5170,"CreateHeap: elem size = %u in MSTAK heap %s",elemSize,name);

         x->name = (char *)malloc(strlen(name)+1); //为内存堆名称分配内存

         strcpy(x->name, name);

         x->type               = type;

         x->growf              = growf;

         x->elemSize   = elemSize;

         x->maxElem = maxElem;

         x->curElem   = x->minElem = numElem;

         x->totUsed    = x->totAlloc = 0;

         x->heap         = NULL;

         x->protectStk        = (x==&gstack)? FALSE : protectStaks;

         RecordHeap(x); //记录内存堆x

         if (trace&T_TOP)

    {

             switch (type)

    {

                    case MHEAP: c='M';    break;

                    case MSTAK: c='S';    break;

                    case CHEAP: c='C';     break;

             }

             printf("HMem: Create Heap %s[%c] %u %.1f %u %u\n", name, c,

                 elemSize, growf, numElem, maxElem);

         }

    }

    1.      内存堆的Trace

    为了跟踪内存堆的使用情况,HTK使用一个叫MemHeapRec的数据结构来记录创建的内存堆。MemHeapRec的数据结构如下所示:

    typedef struct _MemHeapRec {

                MemHeap *heap;                      // 指向内存堆的指针

                struct _MemHeapRec *next;              // 指向下一个MemHeapRec

    } MemHeapRec;

    static MemHeapRec *heapList = NULL; //全局变量, MemHeapRec链表

           MemHeapRec主要通过RecordHeap和UnRecordHeap两个函数来完成内存堆的记录和擦除操作。算法描述如下:

    static void RecordHeap(MemHeap *x) //将内存堆x加入到heapList链表中

    {

                MemHeapRec *p;

             if (( p = (MemHeapRec *)malloc(sizeof(MemHeapRec))) == NULL)

              HError(5105,"RecordHeap: Cannot allocate memory for MemHeapRec");

            p->heap = x;

                  //p插入到heapList链表头前

            p->next = heapList;

            heapList = p;

    }

    static void UnRecordHeap(MemHeap *x) //heapList中擦除内存堆x记录

    {

                MemHeapRec *p, *q;

             p = heapList;

                q = NULL;

                  // heapList链头向后寻找内存堆x

                while (p != NULL && p->heap != x)

                {

                    q = p;

                    p = p->next;

                }

    if (p == NULL)

                    HError(5171,"UnRecordHeap: heap %s not found",x->name); //没有找到

                  //pheapList中摘除

                if (p == heapList)

                    heapList = p->next;

                else

                    q->next = p->next;

                free(p); //释放p

    }

    2. 内存堆重置算法ResetHeap

     

    将p从heapList中摘除

    void ResetHeap(MemHeap *x)

    {

                BlockP cur,next;

    switch(x->type)

                {

                case MHEAP:

    if (trace&T_TOP)

                         printf("HMem: ResetHeap %s[M]\n", x->name);

    cur = x->heap; //cur指向块链表头

                    //删除所有的块

                    while (cur != NULL)

                       {

                         next = cur->next;

                         free(cur->data); //释放cur块数据区内存

                               free(cur->used); //释放cur块元素使用状态表内存

                         free(cur); //释放cur

                               cur = next; //cur指向下一个块

                    }

                    x->curElem = x->minElem;

                    x->totAlloc = 0;

                       x->heap = NULL;

             break;

         case MSTAK:   

              if (trace&T_TOP)

                  printf("HMem: ResetHeap %s[S]\n", x->name);

    cur=x->heap; //cur指向块链表头

             if (cur != NULL)

                {

                  // 删掉除第一个块以外的所有块

                  while (cur->next != NULL)

                        {

                      next = cur->next;

                      x->totAlloc = x->totAlloc-cur->numElem;

                      free(cur->data);

                                free(cur);

                      cur = next;

                  }

                  x->heap = cur;

             }

             x->curElem = x->minElem;

             if (cur != NULL)

                {

                  cur->numFree = cur->numElem;

                  cur->firstFree = 0;

             }

          break;

         case CHEAP:

          HError(5172,"ResetHeap: cannot reset C heap");

         }

         x->totUsed = 0;

    }

    3. 内存堆删除算法DeleteHeap

    void DeleteHeap(MemHeap *x) //删除指定的内存堆x

    {

                if (x->type == CHEAP)

                    HError(5172,"DeleteHeap: cant delete C Heap %s",x->name);

                ResetHeap(x); //释放所有的数据块

                if (x->heap != NULL)

                {

                    free(x->heap->data);

                    free(x->heap);

                }

                if (trace&T_TOP)

    printf("HMem: DeleteHeap %s\n", x->name);

    UnRecordHeap(x); //擦除内存堆xTrace

                free(x->name); //释放分配的名称内存

    }

    4. 从内存堆分配空间的算法NewCNew

    static BlockP AllocBlock(size_t size, size_t num, HeapType type) //分配块

    {

                BlockP p;

                ByteP c;

                int i;

                if (trace&T_TOP)

    printf("HMem: AllocBlock of %u bytes\n", num*size);

    if ((p = (BlockP) malloc(sizeof(Block))) == NULL) //分配块空间

                    HError(5105,"AllocBlock: Cannot allocate Block");

                if ((p->data = (void *)malloc(size*num)) == NULL) //分配块的数据区空间

                    HError(5105,"AllocBlock: Cannot allocate block data of %u bytes",size*num);

                switch (type)

                {

                case MHEAP:

                    if ((p->used = (ByteP)malloc((num+7)/8)) == NULL)//分配使用状态表空间

                         HError(5105, "AllocBlock: Cannot allocate block used array");

                         //使用状态表中所有项赋0

                    for (i=0,c=p->used; i < (num+7)/8; i++,c++)

                              *c = 0;

                    break;

                case MSTAK:

                    p->used = NULL;

                    break;

                default:

                    HError(5190,"AllocBlock: bad type %d",type);

                }

                p->numElem = p->numFree = num;

                p->firstFree = 0;

                p->next = NULL;

                return p;

    }

    AllocBlock分配的MHEAP块示意图

           //BlockReorder: 从块p向后寻找第一个有>=n个空闲元素的块,并将其移至块链表头

    static void BlockReorder(BlockP *p, int n)

    {

                BlockP head, cur, prev;

             if (p == NULL)

                       return;

                head = cur = *p;

                prev = NULL;

                while (cur != NULL)

                {

                    if (cur->numFree >= n)

                       {

    //找到,那么就将其移至块链表头

                         if (prev != NULL)

                               {

                             prev->next = cur->next;

                             cur->next = head;

                         }

                         *p = cur;

                         return;

                    }

                    prev = cur;

                    cur = cur->next;

                }

    }

           //GetElem: 从块中分配新元素

    static void *GetElem(BlockP p, size_t elemSize, HeapType type)

    {

                int i,index;

                if (p == NULL)

                       return NULL;

                switch (type)

                {

                case MHEAP:

                    if (p->numFree == 0)

                              return NULL;

                    index = p->firstFree; //第一个空闲元素索引号

                    p->used[p->firstFree/8] |= 1<<(p->firstFree&7); //使用状态表中对应位置1

                    p->numFree--;

                    //在使用状态表中寻找下一个空闲块

                    if (p->numFree > 0)

                       {

                         for (i=p->firstFree+1; i<p->numElem;i++)

    {

                             if ((p->used[i/8] & (1 <<(i&7))) == 0)

                                       {

                                  p->firstFree = i;

                                  break;

                             }

                                }

                    }

                       else

                         p->firstFree = p->numElem; //firstFree=最大元素索引号+1            

                    return (void *)((ByteP)p->data+index*elemSize); //返回分配的数据区指针

                case MSTAK:

                    //从栈顶取elemSize字节数的区域

                    if (p->numFree < elemSize) 

                              return NULL;

                    index = p->firstFree;

                    p->firstFree += elemSize;

                    p->numFree = p->numFree - elemSize;

                    return (void *)((ByteP)p->data + index); //返回分配的数据区指针

                default:

                    HError(5190,"GetElem: bad type %d", type);

                }

                return NULL;

    }

    #define FWORD 8                            // size of a full word = 基本的分配量

    size_t MRound(size_t size)

    {

                return ((size % FWORD) == 0) ? size : (size/FWORD + 1) * FWORD;

    }

    void *New(MemHeap *x, size_t size) //返回从内存堆x分配大小为size的新元素指针

    {

                void *q;

                BlockP newp;

                size_t num,bytes,*ip,chdr;

                Boolean noSpace;

                Ptr *pp;

                  //一致性检查

              if (x->elemSize <= 0)//堆X尚未被初始化(没有createheap,否则elemSize不会小于0)

                    HError(5174, "New: heap %s not initialised",

                        (x->name==NULL) ? "Unnamed" : x->name);

                switch(x->type)

                {

                case MHEAP:

                   //如果能从现有的块中找到空闲元素,则返回其指针。否则,就分配一个数据

    //区大小由curElemgrowf以及maxElem决定的新块。

                    if (size != 0 && size != x->elemSize) //检查size的合法性,MHEAP类型,每次只能申请elemSize大小的内存

                         HError(5173,"New: MHEAP req for %u size elem from heap %s size %u",

                            size , x->name , x->elemSize);

                    noSpace = x->totUsed == x->totAlloc; //totUsed和totAlloc分别记录堆X的所有block的总计已使用内存和已分配内存字节大小,如果totUsed==totAlloc说明x的所有block的内存都已被使用,没有空闲元素

                    if (noSpace || (q = GetElem(x->heap , x->elemSize , x->type)) == NULL)

                       {

                                if (!noSpace)//如果x还有空间

                                      BlockReorder(&(x->heap), 1); //从块x->heap 向后寻找第一个有>=n个空闲元素的块,并将其移至块链表头,n永远都得是1

                         if (noSpace || (q = GetElem(x->heap, x->elemSize, x->type)) == NULL)//如果x没有空间,则分配一个新块。现在x->heap应该有空间了??

                               {

                             num = (size_t) ((double)x->curElem * (x->growf + 1.0) + 0.5);

                             if (num > x->maxElem)

                                              num = x->maxElem;

                             newp = AllocBlock(x->elemSize, num, x->type); //分配新块

                             x->totAlloc += num;

                                       x->curElem = num;

                                       //将新分配的块置于块链表头

                             newp->next = x->heap;

                             x->heap = newp;

                             if ((q=GetElem(x->heap, x->elemSize, x->type)) == NULL)

                                  HError(5191,"New: null elem but just made block in heap %s",

                                    x->name);

                         }

                    }

                    x->totUsed++;

                    if (trace&T_MHP)

                         printf("HMem: %s[M] %u bytes at %p allocated\n", x->name, size, q);

    return q;

                case CHEAP:

                    chdr = MRound(sizeof(size_t)); //多分配chdr个字节

                    q = malloc(size+chdr); //直接使用malloc分配

                    if (q==NULL)

                         HError(5105,"New: memory exhausted");

                    x->totUsed += size;

                    x->totAlloc += size+chdr;

                         //在起始部分中记录分配的空间大小

                    ip = (size_t *)q;

    *ip = size;

                    if (trace&T_CHP)

                         printf("HMem: %s[C] %u+%u bytes at %p allocated\n", x->name, chdr,

    size, q);

    return (Ptr)((ByteP)q+chdr);

                case MSTAK:

                    if (x->protectStk)

                              size += sizeof(Ptr);

                    size = MRound(size); //size必须是8的整数倍

                    if ((q = GetElem(x->heap, size, x->type)) == NULL)

    {

                         //空间不够,加入一个新块。这里为什么不像MHEAP那样查找后面的block有没有空间?

                         bytes = (size_t)((double)x->curElem * (x->growf + 1.0) + 0.5);

                         if (bytes > x->maxElem)

                                      bytes = x->maxElem;

                         x->curElem = bytes;

                         if (bytes < size)

                                      bytes = size;

                         bytes = MRound(bytes);

                         newp = AllocBlock(1, bytes, x->type);

                         x->totAlloc += bytes;

                                //新分配的块置于块链表头

                         newp->next = x->heap;

                         x->heap = newp;

                         if ((q=GetElem(x->heap, size, x->type)) == NULL)

                            HError(5191,"New: null elem but just made block in heap %s",

                               x->name);

                    }

                    x->totUsed += size;

                    if (trace&T_STK)

                         printf("HMem: %s[S] %u bytes at %p allocated\n", x->name, size, q);

    if (x->protectStk)

                       {

                         pp = (Ptr *)((long)q + size - sizeof(Ptr));

                         *pp = q;

                    }

                    return q;

                }

                return NULL;

    }

     

    C-Heaps内存分配示意图

    //返回从内存堆x分配大小为size的新元素指针,新分配的空间已清0

    Ptr CNew (MemHeap *x, size_t size)

    {

                void *ptr;

                ptr = New (x, size);

                if (x->type == MHEAP && size ==0)

                    size = x->elemSize;

                memset (ptr, 0, size);

                return ptr;

    }

    5. 从内存堆删除空间的算法Dispose

    void Dispose(MemHeap *x, void *p) //从内存堆x中释放p

    {

                BlockP head , cur , prev;

                Boolean found = FALSE;

                ByteP bp;

                size_t size,chdr;

                size_t num,index, *ip;

                Ptr *pp;

             if (x->totUsed == 0)

                    HError(5105 , "Dispose: heap %s is empty" , x->name);

                switch(x->type)

                {

                case MHEAP:

                         /*

    从块链表头向后搜索块,如果data=<p<=data+(numElem-1)*elemSize,表

    示p指向的空间是由这个块的分配的,则计算索引号,使用状态表中相

    应位置0。

    */

                    head = x->heap;

                       cur=head;

                       prev=NULL;

                    size = x->elemSize;

                    while (cur != NULL && !found)

                       {

                         num = cur->numElem;

                         found = cur->data <= p &&

                                (((void*)((ByteP)cur->data+(num-1)*size)) >= p);

                         if (!found)

                               {

                             prev=cur;

                                       cur=cur->next;

                         }

                    }

                    if (cur == NULL)

                         HError(5175,"Dispose: Item to free in MHEAP %s not found",x->name);

                    index = ((size_t)p-(size_t)cur->data)/size; //计算索引号

                    cur->used[index/8] &= ~(1 <<(index&7));

                    if (index < cur->firstFree)

                              cur->firstFree = index;

                    cur->numFree++;

                       x->totUsed--;

                    if (cur->numFree == cur->numElem)

                       {

    //释放整个块

                         if (cur != head)

                             prev->next = cur->next;

                         else

                             head = cur->next;

                         x->heap = head;

                               x->totAlloc -= cur->numElem;

                         free(cur->data);

                               free(cur->used);

                               free(cur);

                    }

                    if (trace&T_MHP)

                         printf("HMem: %s[M] %u bytes at %p de-allocated\n", x->name, size, p);

    return;

                case MSTAK:

                    // MHEAP同样的方法先确定p所在的块

                    cur = x->heap;

                    if (x->protectStk)

                       {

                         if (cur->firstFree > 0 ) // s-top in current block

                             pp = (Ptr *)((size_t)cur->data+cur->firstFree-sizeof(Ptr));

                         else

                               {

    // s-top in previous block

                             if (cur->next == NULL)

                                  HError(5175,"Dispose: empty stack");

                             pp = (Ptr *)((size_t)cur->next->data+cur->next->firstFree-sizeof(Ptr));

                         }

                         if (*pp != p)

                             HError(-5175,"Dispose: violation of stack discipline in %s [%p != %p]",

                                 x->name, *pp, p);

                    }// if (x->protectStk)

                    while (cur != NULL && !found)

    {

                         // check current block

                         num = cur->numElem;

                         found = cur->data <= p &&

                                (((void*)((ByteP)cur->data+num)) > p);

                         if (!found)

                               {

    // p不在当前块中,所以删除该块

                             x->heap = cur->next;

                             x->totAlloc -= cur->numElem;

                             x->totUsed -= cur->firstFree;

                             free(cur->data);

                             free(cur);

                             cur = x->heap;

                               if (trace&T_STK)

                                  printf("HMem: deleleting block in %s[S]\n", x->name);

    }

                    }

                    if (!found)

                         HError(5175,"Dispose: Item to free in MSTAK %s not found", x->name);

                    size = ((ByteP)cur->data + cur->firstFree) - (ByteP)p; //分配数据区的实际大小

                    if (size < 0)

                         HError( 5175 , "Dispose: item to free in MSTAK %s is above stack top",

                             x->name);

                    cur->firstFree -= size;

                    cur->numFree += size;

    x->totUsed -= size;

                    if (trace&T_STK)

                         printf("HMem: %s[S] %u bytes at %p de-allocated\n", x->name, size, p);

    return;

                case CHEAP:

                    chdr = MRound(sizeof(size_t));

                    bp = (ByteP)p-chdr;

                    ip = (size_t *)bp;

                    x->totAlloc -= (*ip + chdr);

                       x->totUsed -= *ip;

                    free(bp);

                         if (trace&T_CHP)

                         printf("HMem: %s[C] %u+%u bytes at %p de-allocated\n",

                           x->name, chdr, *ip, bp);

                    return;

                }

    }

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