tg-rcore-tutorial-kernel-alloc

内核内存分配器模块，为 rCore 教学操作系统提供基于 buddy 算法的 #[global_allocator] 实现。

设计目标

• 在 no_std 内核下提供可用的动态内存分配能力。
• 与章节内核启动流程解耦：先初始化，再按区域逐步“喂内存”。
• 保持实现简洁，适合教学中讲解内核堆分配基本机制。

总体架构

• 全局分配器：对接 Rust GlobalAlloc。
• buddy 分配内核：负责块拆分/合并与分配策略。
• 初始化接口：
  • init(base_address)：设置堆管理器初始基址。
  • transfer(region)：向分配器移交可管理内存区域。

主要特征

• 提供 #[global_allocator] 支撑 alloc 生态。
• 使用 buddy 算法，兼顾实现复杂度与碎片控制。
• 可多次 transfer 增量扩展可用堆区。
• 适配 no_std / 裸机内核环境。

功能实现要点

• 启动阶段常由内核先调用 init，再移交连续可用区域。
• 与页分配器职责分离：此 crate 关注通用堆对象分配。
• 依赖内核地址空间可直接访问被移交的内存范围。

对外接口

• 函数：
  • init(base_address: usize)
  • unsafe transfer(region: &'static mut [u8])
• 全局行为：
  • 提供 GlobalAlloc 实现（供 Vec/Box 等使用）

使用示例

// kernel init
tg_kernel_alloc::init(heap_base);
unsafe {
    tg_kernel_alloc::transfer(heap_region);
}

• 章节内真实用法：
  • tg-rcore-tutorial-ch4/src/main.rs 初始化内核堆。
  • tg-rcore-tutorial-ch5/src/main.rs 到 tg-rcore-tutorial-ch8/src/main.rs 持续复用该分配能力。

与 tg-rcore-tutorial-ch1~tg-rcore-tutorial-ch8 的关系

• 直接依赖章节：tg-rcore-tutorial-ch4 到 tg-rcore-tutorial-ch8。
• 关键职责：支撑进程控制块、文件系统对象、同步对象等堆上结构。
• 关键引用文件：
  • tg-rcore-tutorial-ch4/Cargo.toml
  • tg-rcore-tutorial-ch4/src/main.rs
  • tg-rcore-tutorial-ch8/src/main.rs

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