Assembly MIPS-释放动态分配的空间（堆）

我正在尝试释放动态分配的堆内存空间

我试过运行这段简单的代码，但总是遇到同样的错误：

“请求（-40）是负堆数量（系统调用9）”

有人能帮我理解为什么它不起作用吗？

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有没有其他释放空间的方法？

MARS不支持带有否定参数的

sbrk

，正如您在源代码中看到的那样

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因此，据我所知，在MARS中运行代码时，没有办法显式释放动态分配的内存。

如果使用负的

sbrk

释放堆内存，基本上将堆变成堆栈，因为只有最后的内存可以返回——这不是堆的真正意义。在堆中，我们希望能够释放任意对象，而不仅仅是最后的对象

因此，问题是：

• 为什么需要释放堆内存
• 你真的可以像堆栈一样使用堆吗

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您可以实现

malloc

和

free

。尽管由于它们的通用性和性能考虑，这些功能通常非常复杂，但编写一个简单、缓慢的功能非常容易，特别是如果您了解应用程序及其有限的需求

真正通用的

malloc

/

free

使用收集空闲块的数据结构。

malloc

首先搜索满足请求的块，分发现有空闲块或使用sbrk。

free

将块返回集合（当然还有更多内容：分割大块、合并空闲块……）

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但是，如果您可以像堆栈一样使用堆，则可以维护两个指针，一个指示空闲内存的开始位置，另一个指示空闲内存的结束位置。释放最近分配的内存（如

sbrk（-400）

）将使空闲内存开始指针减少400。分配内存将使空闲内存开始指针增加所需的量，同时在需要时移动空闲内存结束指针（使用仍然需要的任何大小的

sbrk

）

这就是堆在实际操作系统中的工作方式。real

malloc

实现（就像在glibc中一样）一定要使用sbrk进行小的分配（

mmap

进行大的分配，这样内存就可以立即免费返回操作系统）。事实上，一次未混合的分配可以阻止一大堆小的分配通过

sbrk

返回操作系统。但是一个适当的malloc实现管理它自己的空闲列表，所以应用程序总是可以释放它分配的任何东西，这只是一个是否可以返回操作系统的问题。但是从操作系统的角度来看，移动break-fwd/back就是sbrk的意思。所以我想，区别在于MARS提供了一些玩具系统调用，这些调用做标准库通常会做的事情，但没有提供malloc实现，只有sbrk。从应用程序POV来看，这不是你想要堆分配器做的。我认为这只是术语问题这让我对这个答案中的措辞感到困扰；“heap”不是一个非常具体的术语；我猜你用它来表示一般的动态分配，但不是说在

sbrk

之上实现

malloc

，而是假设一个薄包装器。@PeterCordes，我接受你关于“heap”的观点无论是从操作系统的角度还是从应用程序的角度来看，都不明确。不过，我确实提到了在malloc中使用sbrk，即malloc作为sbrk顶部的一个层。我不确定我是否理解您想要的顶部与薄包装的区别。所谓“薄包装”，我的意思是

malloc（20）

=

sbrk（+20）

，free需要知道大小。“在顶部”我指的是一个用户空间空闲列表，就像一个真正的malloc实现，在后台使用

sbrk

在空闲列表为空时获得更多核心。（如果空闲列表大于某个阈值，并且在中断的高端有一个连续的空闲块，则在可能的情况下，将部分空闲块返回操作系统。正如您所说，从未释放的分配确实会阻止malloc实现更早地取消映射。）

.text
li $v0,9
li $a0,40
syscall

li $v0,9
li $a0,-40
syscall