如何在应用程序开始时分配所有内存，然后在整个过程中相应地进行类型转换

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何在应用程序开始时分配所有内存，然后在整个过程中相应地进行类型转换

【英文标题】：How to allocate all memory at beginning of app and then typecast it accordingly throughout

【发布时间】：2013-12-12 01:30:36

【问题描述】：

我需要预先分配我的应用程序将使用的所有内存。然后在需要时用我需要进行计算的数据覆盖该内存。在进行任何计算之前，必须首先分配内存，因为我正在尝试并行运行多线程 CUDA 算法，正如我在此处的问题 (Multi-Threaded CPU CUDA application not asynchronous when calling CudaFree) 中所解释的那样。

我认为我可以将所需的所有内存分配为字节指针，然后将该指针存储为 void 指针：

void * allocateMemory()

    byte *mem;
    int nbytes = 13107200;
    mem = (byte *) malloc(nbytes);
    return mem;

稍后在我的程序中，我想使用已分配的内存来存储数据。我不提前知道数据的类型，但我知道它的大小不会超过分配的限制。

void doSomething(void * mem)

    int *a = (int*) mem;
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    
        a[i] = i;
    

    //do stuff

还有许多其他函数，例如上面的 doSomething(void * mem)，但它们使用 double 类型或 float 类型，甚至可能使用 byte 类型。我需要能够用我需要的任何数据类型覆盖最初分配的内存。上面的代码不起作用，因为它说我不能尊重 void 指针。它还说我试图读取或写入受保护的内存。

这样做的正确方法是什么？实现我的目标的最佳方法是在开始时分配所有内存，然后在整个过程中以必要的方式使用？谢谢！

【问题讨论】：

你正在尝试实现一个固定大小的堆。用碎片等解决这个问题并不容易。最好的办法是使用一个池，也许使用已经有这个的 boost。

刚刚看到你的另一个问题，我认为你误解了答案。他说的是做 malloc, loop, free, not begin loop, malloc, free, end loop。

我过去做过类似的事情，其中​​对象或多或少地永久分配在连续的存储区域中。如果您不需要解除分配/重用，则相当容易。如果您希望能够解除分配/重用，那么您正在实现自己的堆（为此我推荐使用笛卡尔树）。

（不过，至少，您需要维护一个“下一个”指针来分配下一个字节，并且可能还需要一个“最大”指针/长度来告诉您何时分配破坏了你的分配。）

你在上面展示的可能不是最干净、最聪明的方法，但它应该可以工作。我怀疑你的问题出在其他地方。

【参考方案1】：

听起来你有两个问题。

无法取消引用 void 指针。在您的代码中的某处，您使用了来自allocateMemory() 的结果而没有进行强制转换。您提供的代码是可以的，但是编译器标记为错误的任何行都不行。例如，也许你有：

void *foo = allocateMemory();
foo[42];  // compiler doesn't have a real type here - error
((int*)foo)[42];  // compiler happy

试图访问受保护的内存。在您的代码中的某处，您有一个无效的指针。最可能的原因是 allocateMemory() 返回 NULL（您没有检查它）。

您的一般方法对我来说似乎没问题；您描述的问题与代码中的细节有关，而不是整体想法。

【讨论】：

哇，我觉得自己很笨。大声笑我梳理了我的代码，发现这是一个复制粘贴错误。我将 ptr1、ptr2、ptr3 和 ptr4 设置为 allocateMemory()。我不小心做了两次ptr2，所以ptr3从来没有分配过内存。我猜这在尝试使用 ptr3 时会导致访问受保护的内存问题。我不确定为什么我有取消引用空指针问题，但是在修复了先前的错误并在这里和那里清理我的代码之后，我不再有任何错误。谢谢！