在C中不使用malloc（使用sbrk或brk）将局部变量保存在堆上

我有一个结构如下：

struct 
  __attribute__((__packed__)) // compiler directive, avoid "gcc" padding bytes to struct
  meta_data {
    size_t size;             // 8 bytes (in 64-bit OS)
    char free;               // 1 byte ('f' or 'o')
};

结构的大小为9字节

我想使用sbrk或brk在堆上分配9个字节，在堆上保存一个结构，并返回指向堆上动态分配的内存块的指针

目前我有这样的想法：

void *add(size_t size) {
  void* returnPointer;
  returnPointer = sbrk(9);
  struct meta_data newMetadata;
  newMetadata.size = size;
  newMetadata.free = 'o';
  return returnPointer;
}

此函数应该能够多次用于在堆上添加更多元数据块

但是，在这种情况下，当函数结束时，在函数内声明的局部变量newMetadata也会终止

如何将其保留在堆中，而不丢失对创建的新元数据的访问

---

注意：我不允许为此使用malloc。

通常的方法是模仿一些

malloc

包所做的。也就是说，将元数据放在比作为“数据”指针返回的地址更低的地址

以下是重构代码以实现此目的：

#include <unistd.h>

struct meta_data {
    size_t size;                        // 8 bytes (in 64-bit OS)
    char free;                          // 1 byte ('f' or 'o')
// compiler directive, avoid "gcc" padding bytes to struct
} __attribute__ ((__packed__));

void *
add(size_t size)
{
    struct meta_data *meta;
    void *returnPointer;

    meta = sbrk(sizeof(struct meta_data) + size);
    meta->size = size;
    meta->free = 'o';

    returnPointer = meta;
    returnPointer += sizeof(struct meta_data);

    return returnPointer;
}

#包括
结构元数据{
size\u t size；//8字节（在64位操作系统中）
无字符；//1字节（'f'或'o'）
//编译器指令，避免将字节“gcc”填充到结构
}_uuu属性_uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu；
空虚*
添加（大小）
{
结构元数据*meta；
void*returnPointer；
meta=sbrk（sizeof（struct meta_data）+size）；
元->大小=大小；
元->自由='o'；
returnPointer=meta；
returnPointer+=sizeof（结构元数据）；
返回指针；
}

请注意，大多数

malloc

替换将保证

returnPointer

为“出于任何目的对齐”，这通常意味着对齐到8字节边界（即

returnPointer

的低3位为0）

---

上面的代码不能做到这一点，因此您可以[稍后]添加它。

通常的方法是模仿一些

malloc

包所做的。也就是说，将元数据放在比作为“数据”指针返回的地址更低的地址

以下是重构代码以实现此目的：

#include <unistd.h>

struct meta_data {
    size_t size;                        // 8 bytes (in 64-bit OS)
    char free;                          // 1 byte ('f' or 'o')
// compiler directive, avoid "gcc" padding bytes to struct
} __attribute__ ((__packed__));

void *
add(size_t size)
{
    struct meta_data *meta;
    void *returnPointer;

    meta = sbrk(sizeof(struct meta_data) + size);
    meta->size = size;
    meta->free = 'o';

    returnPointer = meta;
    returnPointer += sizeof(struct meta_data);

    return returnPointer;
}

#包括
结构元数据{
size\u t size；//8字节（在64位操作系统中）
无字符；//1字节（'f'或'o'）
//编译器指令，避免将字节“gcc”填充到结构
}_uuu属性_uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu；
空虚*
添加（大小）
{
结构元数据*meta；
void*returnPointer；
meta=sbrk（sizeof（struct meta_data）+size）；
元->大小=大小；
元->自由='o'；
returnPointer=meta；
returnPointer+=sizeof（结构元数据）；
返回指针；
}

请注意，大多数

malloc

替换将保证

returnPointer

为“出于任何目的对齐”，这通常意味着对齐到8字节边界（即

returnPointer

的低3位为0）

---

上面的代码不能做到这一点，因此您可以[稍后]添加它。

将

newMetadata

设置为指针，并将其指向

sbrk

返回的新内存。只有malloc实现才允许使用非零参数调用

sbrk

。除非您正在编写一个完整的malloc实现，否则请改为使用

mmap

（如果这是一个家庭作业，而不是编写一个完整的malloc实现的作业，并且您被特别告知要使用

sbrk

，那么该作业有问题，您可以告诉您的讲师我是这么说的。）（附录：除了

sbrk

本身之外，任何人都不允许呼叫

brk

。）将

newMetadata

设为指针，并使其指向由

sbrk

返回的新内存。只有malloc实现才允许使用非零参数调用

sbrk

。除非您编写的是完整的malloc实现，否则使用

mmap

执行此操作。（如果这是一项家庭作业，而不是编写一个完整的malloc实现的作业，并且你被特别告知要使用

sbrk

，那么这个作业是有问题的，你可以告诉你的老师我是这么说的。）（增编：除了

sbrk

本身之外，任何人都不允许调用

brk

。）

returnPointer+=…

应该避免，因为C没有在

void*

上定义算术，你可以做

struct meta\u data*returnPointer；returnPointer=meta；returnPointer++；returnPointer；

应该避免

returnPointer+=…

，因为C没有在

void*

上定义算术，你可以这样做

struct meta_data*returnPointer；returnPointer=meta；returnPointer++；returnPointer；

。