c - 没有操作系统的运行时内存分配

Question

最近我一直在思考编译期内存分配是如何完成的。据我所知，编译器在编译时为变量分配固定数量的字节。对于这样的声明是有意义的:

char buffer[256];

编译器会为该变量分配 256 字节的内存，然后就结束了。如果我想动态创建内存，我需要使用操作系统提供的诸如 malloc 之类的函数。然后我想到了这个函数，它不会使用任何操作系统相关的功能，但它会像动态分配一样。

*char malloc(size_t size) {
    char (*mem)[size];
    return mem;
}

编译器无法预先分配内存，因为在程序运行时可以多次调用该函数。这究竟是如何运作的？编译器将如何处理这样的函数？我假设操作系统可以处理这个问题，但这不使用任何依赖于操作系统的功能，这意味着它可以在没有操作系统的硬件上运行。

Answer 1

首先，*char 应该是 char* 并且 mem 不应该是指针::

char* malloc(size_t size) {
    char mem[size];
    return mem;
}

这会分配 size 字节的内存作为堆栈上的局部变量。如您所知，局部变量在函数退出时被销毁。它返回一个指向局部变量的指针，然后由于函数退出，局部变量被销毁。实际上，该空间将被重用于下一个函数调用的局部变量。

如果您尝试以这种方式分配两个内存块，您很可能会获得相同的地址:

char *mem1 = malloc(10); // using your malloc
char *mem2 = malloc(10); // using your malloc
// probably mem1 and mem2 point to the same memory now

如果您调用另一个函数，内存可能会被损坏，因为该函数也允许使用局部变量:

char *mem1 = malloc(10); // using your malloc
strcpy(mem1, "abcde"); // if you're lucky, strcpy won't crash...
printf("Hello world.\n");
printf("mem1 contains %s\n"); // it won't be abcde because strcpy or printf overwrote the memory

简而言之:

How exactly would this work?

不会的。