时间：2021-07-01 10:21:17 帮助过：15人阅读
small内存分配计算bin_num
在PHP源码中，有一段对small内存规格的计算，具体在Zend/zend_alloc.c的zend_mm_small_size_to_bin函数中，其目的是传入一个size，计算对应的规格。见代码：
if (size <= 64) {
/* we need to support size == 0 ... */
return (size - !!size) >> 3;
} else {
t1 = size - 1;
t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
t1 = t1 >> t2;
t2 = t2 - 3;
t2 = t2 << 2;
return (int)(t1 + t2);
}可以看出，这段代码中分为两种情况进行讨论：
1、size小于等于64的情况；
2、size大于64的情况；
下面我们对这两种情况详细分析下。
看ZEND_MM_BINS_INFO这个宏知道当size小于等于64的情况是一个等差数列，递增8，所以使用size除以8就行（源码中是右移3位）size >> 3
但是要考虑到size等于8、16等的情况，所以为 (size - 1) >> 3
然后要考虑到为0的情况，所以源码中对于-1的处理是!!size，当size为0的情况!!0 = 0。所以当size为0的情况就把-1转换成了-0，最终有了源码中的表达式 (size - !!size) >> 3
t1 = size - 1; t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3; t1 = t1 >> t2; t2 = t2 - 3; t2 = t2 << 2; return (int)(t1 + t2);
初看这个代码，容易一脸懵逼，这些t1 t2 都是啥啊
不过不用怕，我们一点点来分析
/* num, size, count, pages */
#define ZEND_MM_BINS_INFO(_, x, y) \
_( 0, 8, 512, 1, x, y) \
_( 1, 16, 256, 1, x, y) \
_( 2, 24, 170, 1, x, y) \
_( 3, 32, 128, 1, x, y) \
_( 4, 40, 102, 1, x, y) \
_( 5, 48, 85, 1, x, y) \
_( 6, 56, 73, 1, x, y) \
_( 7, 64, 64, 1, x, y) \
_( 8, 80, 51, 1, x, y) \
_( 9, 96, 42, 1, x, y) \
_(10, 112, 36, 1, x, y) \
_(11, 128, 32, 1, x, y) \
_(12, 160, 25, 1, x, y) \
_(13, 192, 21, 1, x, y) \
_(14, 224, 18, 1, x, y) \
_(15, 256, 16, 1, x, y) \
_(16, 320, 64, 5, x, y) \
_(17, 384, 32, 3, x, y) \
_(18, 448, 9, 1, x, y) \
_(19, 512, 8, 1, x, y) \
_(20, 640, 32, 5, x, y) \
_(21, 768, 16, 3, x, y) \
_(22, 896, 9, 2, x, y) \
_(23, 1024, 8, 2, x, y) \
_(24, 1280, 16, 5, x, y) \
_(25, 1536, 8, 3, x, y) \
_(26, 1792, 16, 7, x, y) \
_(27, 2048, 8, 4, x, y) \
_(28, 2560, 8, 5, x, y) \
_(29, 3072, 4, 3, x, y)
#endif /* ZEND_ALLOC_SIZES_H */size = size - 1; 这个是边界情况，跟前面一样，后面出现的size暂且都认为已近减一了
假设不看这个源码，我们要实现在ZEND_MM_BINS_INFO中找到对应的bin_num
由ZEND_MM_BINS_INFO得知后续的增加4个为一组，分别为
2^4, 2^5, 2^6...
有了这个分组信息的话，我们要找siez对应的bin_num
找到这个size属于哪一组
并且size在组内的偏移是多少
计算组的起始位置
那现在问题转换成了上面3个小问题，我们一个一个来解决
最简单的办法就是比大小是吧，可以使用if...else 来一个一个比，但是显然php源码不是这样干的，那我们还有什么其它的办法呢？
我们看十进制看不出来什么名堂，就把这些值转成二进制看看吧
64 | 100 0000 80 | 101 0000 96 | 110 0000 112 | 111 0000 128 | 1000 0000 160 | 1010 0000 192 | 1100 0000 224 | 1110 0000 256 | 1 0000 0000 320 | 1 0100 0000 384 | 1 1000 0000 448 | 1 1100 0000 .....
我们看下上面的二进制，会发现每组的内的二进制长度相等，并且后面每个都比前面多一位
那就是说我们可以计算二进制的长度来决定它的分组，那么二进制的长度又是啥呢，其实就是当前二进制的最高位为1的位数
那么问题又转换成了求二进制中最高位的1的位数
下面给出php源码的解法，这里暂时不对其解析，只要知道它返回的是二进制中最高位的1的位数
int n = 16;
if (size <= 0x00ff) {n -= 8; size = size << 8;}
if (size <= 0x0fff) {n -= 4; size = size << 4;}
if (size <= 0x3fff) {n -= 2; size = size << 2;}
if (size <= 0x7fff) {n -= 1;}
return n;假设我们申请的size为65，那么这里的n返回7
这个简单，直接用size减去每组的起始siez大小然后除以当前组内的差值（16、32、64...）即可，也就是(size-64)/16 (size-128)/32 (size-256)/64
现在来看看上一步中的返回的值，每个组分别是7、8、9...，那么我们现在来看看这样的数据怎么计算组内的偏移量
(size - 2^4 * 4) / 16 = size / 2^4 - 4 (size - 2^5 * 4) / 32 = size / 2^5 - 4 (size - 2^6 * 4) / 64 = szie / 2^6 - 4
那是不是可以用7、8、9减去3得到4、5、6，这样我们就可以根据它在哪一组的信息得到当前组的差值（16、32、64...）
当size为65时，偏移量是不是就是
(64-64) / 2^4 = 0
现在我们有了偏移量的信息，假定我们分组是1、2、3
那是不是就是用最高位的1的位数减去6就可以得到分组信息了
得到分组信息之后，怎么知道每组的起始位置呢
我们知道起始位置分别是8、12、16...它也是一个等差数列，就是4n+4
我们在看看size=65的那个例子
计算的偏移量是0
计算的起始位置是4*1 + 4 = 8
所以当size=65的bin_num就是起始位置加上偏移量 8 + 0 = 8
我们再看一个size=129的例子
二进制中最高位的1的位数为8
然后用8减去3得到5
(129 - 1 - 32 * 4) / 64 = 0
偏移量是
计算起始位置是 4 * 2 + 4 = 12
两者相加就是 12 + 0 = 0
size=193
二进制中最高位的1的位数为8
(193 - 1 - 32 * 4) / 64 = 2
偏移量是
计算起始位置是 4 * 2 + 4 = 12
两者相加就是 12 + 2 = 14
size=1793
二进制中最高位的1的位数为11
(1793 - 1 - 256 * 4) / 256 = 3
偏移量是
计算起始位置是 4 * 5 + 4 = 24
两者相加就是 24 + 3 = 27
1 t1 = size - 1; 2 t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3; 3 t1 = t1 >> t2; 4 t2 = t2 - 3; 5 t2 = t2 << 2; 6 return (int)(t1 + t2);
t1 = size - 1;
是为了考虑size为64、128...这些边界情况
t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
这里调用了zend_mm_small_size_to_bit这个函数，我们看看这个函数
/* higher set bit number (0->N/A, 1->1, 2->2, 4->3, 8->4, 127->7, 128->8 etc) */
int n = 16;
if (size <= 0x00ff) {n -= 8; size = size << 8;}
if (size <= 0x0fff) {n -= 4; size = size << 4;}
if (size <= 0x3fff) {n -= 2; size = size << 2;}
if (size <= 0x7fff) {n -= 1;}
return n;看注释我们就知道这个函数是用来返回当前size二进制中最高位1的位数，具体的做法呢其实就是二分法
我们通过zend_mm_small_size_to_bit这个函数获取了size二进制中最高位1的位数，那么这个 -3 是什么神奇的操作呢
(size - 2^4 * 4) / 16 = size / 2^4 - 4 (size - 2^5 * 4) / 32 = size / 2^5 - 4 (size - 2^6 * 4) / 64 = szie / 2^6 - 4
这里获取二进制的位数是7、8、9...通过 -3 的操作来获取相应的 4、5、6...
上问的分析中提到，我们计算size在组内的偏移量的公式
t1 = t1 >> t2;
把t1右移t2位，这又是什么神奇的操作？
这里我们把最后计算bin_num的数学公式给写出来，它是等于每组的起始位置加上组内的偏移量
binnum = (4n + 4) + (size / 2^n - 4) binnum = 4n + size / 2^n
所以第三行的意思我们就知道了，就是size右移2^n次方为
t2 = t2 - 3;
这个好理解，可以参照上文得到每组的起始位置的方法
t2 = t2 << 2;
我们再看看bin_num的计算公式
binnum = (4n + 4) + (size / 2^n - 4) binnum = 4n + size / 2^n
那么这行就好理解了，就是计算每组的起始位置4n对吧，左移两位就是乘以4
return (int)(t1 + t2);
这行没啥说的，就是返回了一个int类型的bin_num
以上就是php中small内存规格的计算（代码示例）的详细内容，更多请关注Gxl网其它相关文章！