MIPS 组件中的动态内存分配/释放

如何解决MIPS 组件中的动态内存分配/释放

我正在我的计算机组织类中从事一个项目，该项目涉及 MIPS 程序集中的动态内存分配和释放。我们使用 SPIM 或 MARS 模拟环境。

当我开始设置我的代码时，我开始意识到 MIP 中有些事情我不知道该怎么做。

首先，我了解如何使用系统调用代码 9 (sbrk) 从堆中分配内存。但是，我不明白如何将内存释放回堆。有一篇关于堆栈溢出的帖子，几年前有人问过这个问题，但没有很好的答案。大多数人说在参数寄存器中使用负数，但这在 SPIM 或 MARS 中不起作用。

其次，我不确定用户如何保存动态变量。例如，如果用户从堆中请求 32 个字节，则会提示他们保存变量的名称。我们如何动态地创建一个新变量并分配给它这个我们给定的新内存？本质上，我知道我们可以在代码的 .data 部分创建变量，但我不确定如何动态地做到这一点。我在网上找不到太多好的文档，而且我对 MIPS 还不满意。

总的来说，这个学期一直很模糊，我们匆匆忙忙地完成了这项作业（在此之前我们只有一个 MIPS 作业），因此非常感谢大家的帮助。组装是一头野兽。

这是好奇的项目提示：

在此作业中，您需要在 MIPS 中设计和实现一个项目，用于根据用户需求动态分配和释放内存。但是，您可以做出以下简化假设：

• 内存池限制为 4096 字节
• 将内存池划分为 32 字节的相等块（由于 MIPS 架构而选择）。因此，4096 字节的内存将被分成 128 个块。
• 尽管有任何大小的分配请求，但实际分配应以块的整数倍执行。因此，字节大小请求将向上舍入为最接近的 32 倍数。
• 要成功完成此任务，代码必须根据请求分配和释放内存。如果某些请求无法处理，则必须激活异常处理以解决问题。

解决方法

但是，我不明白如何将内存释放回堆。

MARS/SPIM 不允许将内存返回到堆，AFAIK。即使他们确实像 unix 那样允许负值 sbrk，它也只支持返回最近分配的（由 sbrk）项目——这与客户端期望的任何堆项目都可以被释放不同。

因此，您唯一能做的就是提供一个中间分配器，它可以跟踪已释放的空间，并在可能的情况下优先为新分配分配已释放的空间（例如，而不是使用 sbrk 增加堆空间）。

其次，我不确定用户如何保存动态变量。

这是程序责任——我的意思是测试程序或用户程序，而不是实现 malloc 和 free 的库。我想会有一些测试程序。该程序将调用您的 malloc 和 free 实现，并且可能只会通过分配和释放大量内存来通过测试，但要保持在最大内存的 4k 限制内。

要成功完成此任务，代码必须根据请求分配和释放内存。如果某些请求无法处理，则必须激活异常处理以解决问题。

我无法想象这意味着什么。显然，我们可以在无法满足内存请求（即内存不足）时终止程序，但本文建议某种异常处理可以解决该问题。