dm_alloc Q7-14

dm_alloc/allocateur_entete_pied.c

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+#include <inttypes.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <stdint.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+// Comme uint64_t est un peu pénible à taper, on utilise
+// un typedef :
+typedef uint64_t ui;
+
+#define HEAP_SIZE 32
+
+ui heap[HEAP_SIZE];
+
+// Cette fonction convertit un pointeur (qui doit être issu de
+// malloc_ui) en un indice dans le tableau heap.
+// Vous en aurez besoin pour écrire les différentes versions
+// de free_ui (juste un appel au début, ensuite on ne manipule plus
+// que des indices), mais il est complètement normal de ne pas
+// comprendre comment elle fonctionne : c'est de l'arithmétique des
+// pointeurs, qui est hors programme.
+ui heap_index(ui *p) { return p - heap; }
+
+// Cette fonction initialise le tas à une valeur particulière, que
+// vous avez peu de chance d'utiliser par hasard. Cela nous
+// permettra en pratique de repérer les cases dont la valeur n'a
+// jamais été modifiée quand on affiche le contenu du tas.
+// Elle est destinée à être appelée une unique fois, tout au début
+// de l'exécution du programme.
+void pre_initialize_heap(void) {
+    for (ui i = 0; i < HEAP_SIZE; i++) {
+        heap[i] = 0xFFFFFFFF;
+    }
+}
+
+// La fonction suivante affiche le contenu du tas. Les cases
+// identifiées comme n'ayant jamais été modifiées sont affichées
+// de manière particulière.
+void print_heap(void) {
+    for (ui i = 0; i < HEAP_SIZE; i++) {
+        ui x = heap[i];
+        if (x == 0xFFFFFFFF) {
+            printf("... ");
+        } else {
+            printf("%3" PRIu64 " ", x);
+        }
+    }
+    printf("\n");
+}
+
+void set_memory(ui *p, ui size, ui value) {
+    for (ui i = 0; i < size; i++) {
+        p[i] = value;
+    }
+}
+
+const uint64_t prologue = 2;
+
+bool is_free(uint64_t i) { return heap[i - 1] % 2 == 0; }
+
+uint64_t read_size(uint64_t i) { return heap[i - 1] - (heap[i - 1] & 0b1); }
+
+void set_free(uint64_t i, uint64_t size) {
+    size += ((size & 0b1) << 1);
+    heap[i - 1] = size - (size & 0b1);
+    heap[i + size] = size - (size & 0b1);
+}
+
+void set_used(uint64_t i, uint64_t size) {
+    size += ((size & 0b1) << 1);
+    heap[i - 1] = size | 0b1;
+    heap[i + size] = size | 0b1;
+}
+
+// À ne pas appeler sur l'épilogue
+uint64_t next(uint64_t i) { return i + read_size(i) + 2; }
+
+// À ne pas appeler sur le prologue
+uint64_t previous(uint64_t i) {
+    return i - (heap[i - 2] - (heap[i - 2] % 2)) - 2;
+}
+
+void init_heap(void) {
+    heap[0] = 4;
+    heap[1] = 1;
+    heap[2] = 1;
+    heap[3] = 1;
+    heap[4] = 1;
+}
+
+// Complexité : O(n)
+uint64_t *malloc_ui64(uint64_t size) {
+    if (size == 0) {
+        return NULL;
+    }
+    size += ((size & 0b1) << 1) - (size & 0b1);
+    ui i = 2;
+    while (i < heap[0]) {
+        ui rs = read_size(i);
+        if (is_free(i) && rs >= size) {
+            set_used(i, size);
+            if (rs >= size + 2) {
+                set_free(i + size + 2, rs - size - 2);
+            }
+            return &heap[i];
+        } else {
+            i = next(i);
+        }
+    }
+    if (i + size + 2 >= HEAP_SIZE) {
+        return NULL;
+    } else {
+        set_used(i, size);
+        set_used(i + size + 2, 0);
+        heap[0] = i + size + 2;
+        return &heap[i];
+    }
+}
+
+// Complexité : O(1)
+void free_ui64(uint64_t *p) {
+    uint64_t i = heap_index(p);
+    ui size = read_size(i);
+    ui pre = previous(i);
+    ui nex = next(i);
+    if (is_free(pre)) {
+        i = pre;
+        size += read_size(pre) + 2;
+    }
+    if (is_free(nex)) {
+        size += read_size(nex) + 2;
+    }
+    if (nex == heap[0]) {
+        set_used(i, 0);
+        heap[0] = i;
+    } else {
+        set_free(i, size);
+    }
+}
+
+// Q13 : Pour qu'une allocations future n'ai pas à additionner les capacités
+// pour savoir si elle peut allouer une grosse zone
+
+// Q14 : first fit est plus efficace en temps, best fit est plus efficace en
+// espace.
+
+int main(void) {
+
+    pre_initialize_heap();
+
+    // Pour tester, une fois que les fonctions sont implémentées
+    init_heap();
+
+    ui *p = malloc_ui64(8);
+    set_memory(p, 8, 33);
+    ui *q = malloc_ui64(2);
+    set_memory(q, 2, 44);
+    free_ui64(p);
+    ui *r = malloc_ui64(7);
+    set_memory(r, 7, 55);
+    print_heap();
+    free_ui64(r);
+    free_ui64(q);
+
+    uint64_t *p1 = malloc_ui64(6);
+    uint64_t *p2 = malloc_ui64(7);
+    uint64_t *p3 = malloc_ui64(1);
+    set_memory(p1, 6, 42);
+    set_memory(p2, 7, 52);
+    set_memory(p3, 1, 62);
+    print_heap();
+
+    free_ui64(p2);
+    print_heap();
+
+    uint64_t *p4 = malloc_ui64(2);
+    set_memory(p4, 2, 72);
+    print_heap();
+
+    free_ui64(p3);
+    print_heap();
+
+    return EXIT_SUCCESS;
+}