今年面试了好几个gpu设计公司，忘记是沐曦科技还是摩尔线程的面试，问了一个经典问题值得记录一下，这是amazon的面试题。我当时上班上的有点懵了，临场发挥回答说申请一个hash表存放4k指针对应的真实指针。。。

题目

实现malloc4k和free4k函数

封装系统malloc和free
malloc4k总是返回4k对齐的内存地址
free4k传入4k对齐的内存地址释放内存

答案

#include <stddef.h>
#include <stdint.h>
#define PAGE_SIZE 0x1000

void *malloc_4K_aligned(size_t size) {
    void *raw = malloc(size + sizeof(void*) + PAGE_SIZE - 1);    
    if (!raw)
        return 0;

    uintptr_t aligned = ((uintptr_t)raw + sizeof(void*) + PAGE_SIZE - 1) & ~(PAGE_SIZE - 1);
    *(uintptr_t *)(aligned - sizeof(void*)) = (uintptr_t)raw;
    return (void *)aligned;
}

(size + PAGE_SIZE - 1) 用来分配size大小的空间，如果size未对齐，最多需要后移(4k-1)的offset。因此为了4k对齐，多申请了(4k-1)的空间。
sizeof(uintptr_t) 用来存放真正malloc拿到raw指针。
aligned 地址怎么计算非常有技巧性，首先后移sizeof(uintptr_t)，地址通过 (A + 4k - 1) & (4k - 1) 拿到该地址的4k上界，这种形式在系统编程中非常常见。
aligned地址前面存真正的raw地址。

void free_4K_aligned(void *ptr) {
    if (ptr) {
        uintptr_t *addr = (uintptr_t *)((uintptr_t)ptr - sizeof(void*));
        free((void *)(*addr));
    }
}

解引用raw地址
free释放

reference

https://leetcode.com/discuss/post/125031/amazon-interview-malloc32-align-space-re-7bd6/

Tags: programming

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系统开发面试题，实现malloc4k和free4k函数

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