剖析SGI STL空间配置器（一 、辅助接口函数）

剖析SGI STL空间配置器（一 、辅助接口函数）

SGI STL空间配置器有两个重要的辅助函数：

static size_t _S_round_up(size_t __bytes) 
    {
     return (((__bytes) + (size_t) _ALIGN-1) & ~((size_t) _ALIGN - 1)); }

static  size_t _S_freelist_index(size_t __bytes) {
    
        return (((__bytes) + (size_t)_ALIGN-1)/(size_t)_ALIGN - 1);
  }

_S_round_up函数分析

static size_t _S_round_up(size_t __bytes) 
    {
     return (((__bytes) + (size_t) _ALIGN-1) & ~((size_t) _ALIGN - 1)); }

在申请小块内存时，为了便于管理内存块和加快内存的分配速度，SGI STL空间配置器通过_S_round_up函数对申请的小块内存大小提升至最邻近_ALIGN的倍数，_ALIGN值默认为8。参数__bytes是需要申请内存的大小。
~((size_t) _ALIGN - 1))得到的值是~7，用二进制表示就是11111111 11111111 11111111 11111000，用一个数&上~7，就可以确保低三位必定为0，高三位以上的1都会保留，就可以确保得到的数必定是8的倍数。
我们需要的是提升到8的倍数，7的二进制是111，如果__bytes的低三位有1，就会满8进1，多余的1就会在和11111111 11111111 11111111 11111000时过滤掉，所以需要加上7。
复杂的位操作让我们搞不清这个函数要干什么，其实我们可以把这个表达式替换成±*/%组成的表达式，只是在计算机中位操作比四则运算效率要高，这个表达式等价于

static size_t _S_round_up(size_t __bytes)
{
    
	return (__bytes + _ALIGN - 1) / _ALIGN * _ALIGN;
}

这个表达式就可以很清晰的表达这个函数想要的结果，举几个例子就可以明白这个函数的功能。

测试代码：

#include <iostream>
using namespace std;

enum{
     _ALIGN =8 };

static size_t _S_round_up1(size_t __bytes)
{
    
	return (((__bytes)+(size_t)_ALIGN - 1) & ~(_ALIGN - 1));
}

static size_t _S_round_up2(size_t __bytes)
{
    
	return (__bytes + _ALIGN - 1) / _ALIGN * _ALIGN;
}


int main()
{
    
	for (int i = 0; i <= 128; i++)
	{
    
		cout << i << " " << _S_round_up1(i) << " " << _S_round_up2(i) << endl;
	}
	return 0;
}

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_S_freelist_index函数分析

static  size_t _S_freelist_index(size_t __bytes) {
    
        return (((__bytes) + (size_t)_ALIGN-1)/(size_t)_ALIGN - 1);
  }

申请内存时，自由链表取下一个内存块，而自由链表维护的chunk块是按8字节对齐的，在申请时会对大小进行提升，在归还chunk块时也要归还到对应大小chunk块的下标。这个函数的功能就是用来定位__bytes大小的内存chunk块在自由链表对应的下标的。