操作系统动态分区

在计算机系统中，动态分区是一种用于内存管理的技术，即将内存划分为多个区域，每个区域可以单独分配和释放，以提高内存利用率。当需要更多内存或释放一些内存时，操作系统会自动调整内存分区。

动态分区分配算法

常见的分配算法包括：

• 首次适应算法（First-Fit）：分配最小可用分区。
• 最佳适应算法（Best-Fit）：分配最小合适分区。
• 最坏适应算法（Worst-Fit）：分配最大分区，留下更多未分配的空间。

动态分区分配流程

1. 初始化内存分区：将整个内存分为一个大分区。
2. 当需要分配内存时，遍历分区表，找到合适的分区。
3. 如果找到合适的分区，则将该分区标记为已分配，将内存地址分配给进程。
4. 如果未找到合适的分区，则等待释放内存或合并分区。
5. 当释放内存时，将被释放的分区标记为未分配，等待下一次分配。

动态分区优缺点

优点：

1. 可以更好地利用内存。
2. 动态分区可以更灵活地处理内存分配和释放。
3. 可以提高系统对内存的管理和使用。

缺点：

1. 内存碎片化严重时，可能会出现无法分配足够大的连续内存空间的情况。
2. 分配算法的选择也会影响系统的性能。

代码示例

下面是一个动态分区分配的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct Node {
  int start;
  int size;
  struct Node* next;
};

struct Node* head = NULL;

void print_list() {
  struct Node* cur = head;
  printf("[ ");
  while (cur != NULL) {
    printf("(%d,%d) ", cur->start, cur->size);
    cur = cur->next;
  }
  printf("]\n");
}

void init_list(int mem_size) {
  head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
  head->start = 0;
  head->size = mem_size;
  head->next = NULL;
}

void insert_node(struct Node* prev, int start, int size) {
  struct Node* new_node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
  new_node->start = start;
  new_node->size = size;
  new_node->next = prev->next;
  prev->next = new_node;
}

void delete_node(struct Node* prev) {
  struct Node* temp = prev->next;
  prev->next = temp->next;
  free(temp);
}

void allocate_mem(int size) {
  struct Node* cur = head;
  while (cur != NULL) {
    int avail_size = cur->size;
    if (!cur->next) {
      avail_size = cur->size - cur->start;
    } else {
      avail_size = cur->next->start - cur->start - cur->size;
    }
    if (avail_size >= size) {
      insert_node(cur, cur->start + cur->size, size);
      cur->size = cur->size + size;
      break;
    }
    cur = cur->next;
  }
}

void free_mem(int start) {
  struct Node* cur = head;
  while (cur->next != NULL && cur->next->start != start) {
    cur = cur->next;
  }
  cur->size = cur->size + cur->next->size;
  delete_node(cur);
  // Merge free memory
  if (cur->next != NULL && cur->next->start == cur->start + cur->size) {
    cur->size = cur->size + cur->next->size;
    delete_node(cur);
  }
}

int main() {
  init_list(1024);  // Initialize memory list with 1024 bytes
  allocate_mem(256);  // Allocate 256 bytes
  allocate_mem(512);  // Allocate another 512 bytes
  free_mem(256);  // Free 256 bytes from memory
  allocate_mem(128);  // Allocate 128 bytes
  print_list();  // Print current memory list
  return 0;
}

以上示例代码实现了动态分区分配和释放。使用 print_list() 函数可以打印当前的内存分区情况。