本篇文章给大家带来的内容是关于php中small内存规格的计算（代码示例），有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对你有所帮助。

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：

1. if (size <= 64) {
3.     /* we need to support size == 0 ... */
5.     return (size - !!size) >> 3;
7. } else {
9.     t1 = size - 1;
11.     t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
13.     t1 = t1 >> t2;
15.     t2 = t2 - 3;
17.     t2 = t2 << 2;
19.     return (int)(t1 + t2);
21. }

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。

对于size小于等于64的情况

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

对于size大于64的情况：

1. t1 = size - 1;
3. t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
5. t1 = t1 >> t2;
7. t2 = t2 - 3;
9. t2 = t2 << 2;
11. return (int)(t1 + t2);

初始懵逼

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

步骤分析:

1. /* num, size, count, pages */
3. #define ZEND_MM_BINS_INFO(_, x, y) \
5.     _( 0,    8,  512, 1, x, y) \
7.     _( 1,   16,  256, 1, x, y) \
9.     _( 2,   24,  170, 1, x, y) \
11.     _( 3,   32,  128, 1, x, y) \
13.     _( 4,   40,  102, 1, x, y) \
15.     _( 5,   48,   85, 1, x, y) \
17.     _( 6,   56,   73, 1, x, y) \
19.     _( 7,   64,   64, 1, x, y) \
23.     _( 8,   80,   51, 1, x, y) \
25.     _( 9,   96,   42, 1, x, y) \
27.     _(10,  112,   36, 1, x, y) \
29.     _(11,  128,   32, 1, x, y) \
33.     _(12,  160,   25, 1, x, y) \
35.     _(13,  192,   21, 1, x, y) \
37.     _(14,  224,   18, 1, x, y) \
39.     _(15,  256,   16, 1, x, y) \
43.     _(16,  320,   64, 5, x, y) \
45.     _(17,  384,   32, 3, x, y) \
47.     _(18,  448,    9, 1, x, y) \
49.     _(19,  512,    8, 1, x, y) \
53.     _(20,  640,   32, 5, x, y) \
55.     _(21,  768,   16, 3, x, y) \
57.     _(22,  896,    9, 2, x, y) \
59.     _(23, 1024,    8, 2, x, y) \
63.     _(24, 1280,   16, 5, x, y) \
65.     _(25, 1536,    8, 3, x, y) \
67.     _(26, 1792,   16, 7, x, y) \
69.     _(27, 2048,    8, 4, x, y) \
73.     _(28, 2560,    8, 5, x, y) \
75.     _(29, 3072,    4, 3, x, y)
79. #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

找到size属于哪一组

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

1. 64  | 100 0000
3. 80  | 101 0000
5. 96  | 110 0000
7. 112 | 111 0000
9. 128 | 1000 0000
11. 160 | 1010 0000
13. 192 | 1100 0000
15. 224 | 1110 0000
17. 256 | 1 0000 0000
19. 320 | 1 0100 0000
21. 384 | 1 1000 0000
23. 448 | 1 1100 0000
25. .....

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

1. int n = 16;
3. if (size <= 0x00ff) {n -= 8; size = size << 8;}
5. if (size <= 0x0fff) {n -= 4; size = size << 4;}
7. if (size <= 0x3fff) {n -= 2; size = size << 2;}
9. if (size <= 0x7fff) {n -= 1;}
11. return n;

假设我们申请的size为65，那么这里的n返回7

计算size在组内的偏移量：

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：

1. (size - 2^4 * 4) / 16 = size / 2^4 - 4
3. (size - 2^5 * 4) / 32 = size / 2^5 - 4
5. (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

计算组的起始位置：

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

代码分析：

1. 1 t1 = size - 1;
3. 2 t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
5. 3 t1 = t1 >> t2;
7. 4 t2 = t2 - 3;
9. 5 t2 = t2 << 2;
11. 6 return (int)(t1 + t2);

第一行

t1 = size - 1;

是为了考虑size为64、128...这些边界情况

第二行

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

1. /* higher set bit number (0->N/A, 1->1, 2->2, 4->3, 8->4, 127->7, 128->8 etc) */
3. int n = 16;
5. if (size <= 0x00ff) {n -= 8; size = size << 8;}
7. if (size <= 0x0fff) {n -= 4; size = size << 4;}
9. if (size <= 0x3fff) {n -= 2; size = size << 2;}
11. if (size <= 0x7fff) {n -= 1;}
13. 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

1. (size - 2^4 * 4) / 16 = size / 2^4 - 4
3. (size - 2^5 * 4) / 32 = size / 2^5 - 4
5. (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

第三行

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

第四行：

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

第五行:

t2 = t2 << 2;

我们再看看bin_num的计算公式

1. binnum = (4n + 4) + (size / 2^n - 4)
3. 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

第六行:

return (int)(t1 + t2);

这行没啥说的，就是返回了一个int类型的bin_num