Buddy Allocator

一个用纯 C 实现的 伙伴系统（Buddy System）内存分配器，用于学习与演示经典的动态内存管理算法。

特性

• 4 MB 内存池，最小分配单元 4 KB，共 1024 个最小单元。
• 11 个阶（order 0–10）：阶 N 的块大小为 4 KB << N，单次最大可分配 4 MB。
• 侵入式空闲链表：空闲块直接把自身开头当作链表节点，无额外元数据开销。
• 分配时自动分裂（split）、释放时自动合并（merge）。
• 内置一致性自检（bsa_verify），每次操作都用 assert 校验内部状态。

原理

伙伴系统把内存按 2 的幂划分：

阶 (order)	块大小	数量
0	4 KB	1024
1	8 KB	512
...	...	...
10	4 MB	1

• 分配：把请求大小向上取整到最近的 2 的幂，从对应阶的空闲链表取一块；若该阶为空，就从更高阶借一块并对半分裂，把“伙伴”那一半挂回低阶链表。
• 释放：把块挂回空闲链表；若它的伙伴也空闲，就合并成更大的一块，继续向上尝试合并。
• 伙伴索引：同一阶的两个伙伴，索引只差一位，由 index ^ (1 << order) 得到。

编译与运行

make          # 编译生成可执行文件 buddy
make run      # 编译并运行
make clean    # 清理产物

默认入口是 testra()——一个无限循环的随机压力测试（每 100 轮休眠 1 秒），需用 Ctrl-C 终止。切换其它测试见 buddy.c 末尾 main() 里的 #if 0 段。

文件说明

文件	说明
buddy.c	分配器的全部实现，以及内联的测试函数
list.h	Linux 内核风格的双向链表（struct list_head 及配套宏）
Makefile	构建 / 运行 / 清理

许可证

采用 MIT License 授权。