从零写OS（八）：堆分配器，内核的 malloc
PMM 负责整页分配，每次给你 4KB。但内核里经常需要分配几十、几百字节的小块——存一个结构体、一条字符串。每次都要一整页，太浪费。 这一章实现 kmalloc / kfree：按需分配任意大小的内存块，用完归还，可以复用。 设计：空闲链表 最经典的堆实现：空闲链表（Free List）。 在堆空间里，每块内存前面加一个块头（header）记录元数据，所有块串成双向链表： typedef struct block { uint64_t size; // 这块数据区的大小（不含 header 本身） uint8_t is_free; // 1=空闲，0=已分配 struct block *next; // 链表后继 struct block *prev; // 链表前驱 } block_t; 内存布局长这样： [block_t header | ← size → 数据区 ][block_t header | ← size → 数据区 ] ... ↑ ↑ kmalloc 返回这个指针之前的地址 下一块 header kmalloc 返回的指针指向数据区起始，而不是 header。kfree 时把指针往前偏移 sizeof(block_t)，找回 header，再改 is_free = 1。 堆在哪里 堆从虚拟地址 0x30000 开始，链表头指针存在 0x29000（一个固定位置，方便任何地方都能找到它）： #define HEAP_START 0x30000ULL #define HEAP_HEAD_ADDR 0x29000ULL #define heap_head (*(block_t **)HEAP_HEAD_ADDR) 初始化时预先映射 4 页（16KB）作为起始堆空间，不够了再动态扩展。 ...