实现特性

• 与原始TLSF相比，由于指针压缩（usize -> u16），内存占用减少
• 优化时无panic分支，即使启用了调试断言
• 遵循严格的来源，由miri检查

已拒绝的特性

• GlobalAlloc实现。

原因：它可以在本库之上实现，而每个实现都需要做出特定于应用程序的决定，如同步以及是否“禁止”没有有限执行时间的类似realloc的操作，总是为它们触发OOM。

这些决定最好留给应用程序作者。

限制

• 只能管理最多256 KiB的连续内存
• 只能分配最多62 KiB的大小

示例

分配器管理可变借用内存；内存甚至可以是栈分配的。

use core::alloc::Layout;
use core::mem::MaybeUninit;

use tlsf::Tlsf;

let mut tlsf = Tlsf::<1>::empty();
let mut memory = [MaybeUninit::uninit(); 256];
tlsf.initialize(&mut memory);

let alloc: &mut [MaybeUninit<u32>] = tlsf.memalign(Layout::new::<u32>()).unwrap();
assert!(alloc.len() >= 1);
alloc.iter_mut().for_each(|mu| { mu.write(42); });

当对对齐不重要时，可以使用malloc方法。返回的块将具有最小的4字节对齐。

use core::alloc::Layout;
use core::mem::MaybeUninit;
use core::num::NonZeroU16;

use tlsf::Tlsf;

let mut tlsf = Tlsf::<1>::empty();
let mut memory = [MaybeUninit::uninit(); 256];
tlsf.initialize(&mut memory);

let size = NonZeroU16::new(4).unwrap();
let alloc: &mut [MaybeUninit<u32>] = tlsf.malloc(size).unwrap();
assert!(alloc.len() >= 1);
alloc.iter_mut().for_each(|mu| { mu.write(42); });

分配器跟踪初始内存池的生存期，分配不能超出其范围。以下代码无法编译

use core::alloc::Layout;
use core::mem::MaybeUninit;

use tlsf::Tlsf;

let mut tlsf = Tlsf::<1>::empty();

{
   let memory = [MaybeUninit::uninit(); 256];
   tlsf.initialize(&mut memory); //~ error: `memory` does not live long enough
   // `memory` goes out of scope here
}

let alloc = tlsf.memalign(Layout::new::<u64>());

由于此生存期限制，与#[global_allocator]一起使用时，需要初始内存池具有'static生存期。可以在本项目的仓库的thumbv7em目录中找到一个GlobalAlloc实现的示例。

参数

TLSF分配器有两个参数：FL和SL（有关详细信息，请参阅相关论文）。此实现将SL硬编码为16。可以通过Tlsf类型的FLL类型参数控制FL。下表显示了FLL的可能值及其对分配器的影响

从分配器请求超过MAX_ALLOC_SIZE字节的内存将始终导致OOM条件。请注意，当通过memalign请求大于4的对齐时，MAX_ALLOC_SIZE的有效值会减少，因为可能需要填充以满足对齐要求。

HEADER_SIZE是分配器的固定内存开销。每个由分配器管理的内存块都有4或8字节的额外开销。

性能

基准配置

• rustc: 1.74.0
• 目标：thumbv7em-none-eabi
• 配置文件：发布（优化级别=3，lto='fat'，codegen-units=1）
• FLL: 2

二进制（“Flash”）大小

~1,594 B（.text部分）如果仅使用memalign

~1,440 B（.text部分）如果仅使用malloc

测量方法

#![no_main]
#![no_std]

#[no_mangle]
fn _start() -> [usize; 3] {
    [
        Tlsf::<2>::free as usize,
        Tlsf::<2>::initialize as usize,
        Tlsf::<2>::memalign as usize, // OR malloc
    ]
}

$ size -A binary
section           size     addr
.ARM.exidx           16    65748
.text              1594   131300
.debug_aranges       0        0

请注意，这些测量使用了针对速度的优化，旨在为您提供一个关于库二进制占用大小的概念。应用针对大小的优化将明显导致更小的占用。

执行时间

工作负载

• memalign：N个随机大小的（< MAX_ALLOC_SIZE）分配，具有随机对齐（< = 32 B），直到OOM

"失败"表示memalign返回了None；"成功"表示它返回了Some；"所有"考虑了这两种情况。