（C）堆分配器如何处理4字节块头，而只返回8的倍数的地址？
它似乎没有意义，除非我们忽略一个段开头的任何潜在的多余空间，然后让第一个分配的块位于8的第一个倍数（其对应的第一个头是该地址-4） 。 这将在未使用之前留下许多字节。 那是一般的做法吗？
编辑：感谢paxdiablo的详细说明如下。 这对16字节标题都有意义。 但是，我正在使用一个4字节的标题，看起来像这样：
struct mhdr { int size; // size of this block } tMallocHdr; 现在，如果我的堆在一个8的倍数的地址上启动，并且malloc返回的任何地址需要是8的倍数，并且我需要使用4个字节的标题，我似乎被迫“浪费”第一个我的堆的4个字节。 例如：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ^ (heap starts)
如果堆从地址8处的胡萝卜开始，使用此示例中的寻址方案，我可以在malloc调用之后返回给用户的第一个可返回地址为16; 我需要4个字节的标头，第一个地址是8的倍数，允许4个字节的标头是16（标题从12开始）。 这意味着我浪费了内部堆内存的前4个字节来排队（8-11）。
这是可以接受的牺牲，还是我在考虑这个错误？
通常，在分配区域的块头中存在浪费的空间。 我看到的许多实现都使用了一个16字节（我在这里使用经典的字节定义，八位之一，而不是ISO C定义）头，紧接在malloc返回的地址之前，填充分配的区域到最后16个字节。
这极大地简化了用于分配的算法，并且还保证返回的内存地址将针对体系结构进行适当的对齐。
但请记住，这是一个实现细节，而不是C标准的function。 如果没有对齐要求并且内存分配限制为255个字节，那么只浪费一个字节（尽管以更复杂的算法为代价）是非常合理的。
你可以拥有一个只能分配256字节块的嵌入式应用程序是非常合理的，在这种情况下你可以有一个简单的基于位图的分配器（位图存储在别处，而不是与分配的内存块一致），浪费每个块只有一位（我们之前在低内存环境中完成了这一点）。
或者，您可能在大型地址空间和内存环境中拥有一个分配器，无论您要求什么，它都能为您提供4G。 然后没有标题的浪费，但可能很多填充:-)
或者你可能从特定尺寸的竞技场中获得一块（竞技场A为1-64字节，竞技场B为65-128等）。 这意味着不需要标头，但仍然允许可变尺寸（最大）和比上述4G解决方案少得多的浪费。
底线，这取决于实施。
在一个（相当简单的） malloc实现中，你可以有一个双重链接的“块”列表，由分配器给出。 这些块由头部和数据部分组成，为确保数据部分的对齐正确，头部必须在16字节边界上，并且是16字节长度的倍数（这是16字节对齐要求 – 您的实际要求可能不那么严格）。
此外，块本身被填充，因此它是16字节的倍数，因此下一个块也适当地对齐。
这保证了任何块的数据部分，即给予malloc调用者的地址，都是正确对齐的。
所以你可能会在那个区域浪费掉。 标头（具有4字节整数和指针）可能只是：
struct mhdr { int size; // size of this block. struct mhdr *prev; // prev chunk. struct mhdr *next; // next chunk. int junk; // for padding. } tMallocHdr;
意味着这16个字节中的4个将被浪费掉。 有时，这是满足其他要求（对齐）所必需的，并且在任何情况下，您都可以将该填充空间用于其他目的。 正如一位评论者指出的那样，保护字节可用于检测某些forms的竞技场腐败：
struct mhdr { int guard_bytes; // set to 0xdeadbeef to detect some corruptions. int size; // size of this block. struct mhdr *prev; // prev chunk. struct mhdr *next; // next chunk. } tMallocHdr;
而且，虽然这种填充在技术上是浪费空间，但只有它占整个舞台的相当大比例才变得很重要。 如果你要分配4K块内存，那么四个字节的浪费只是总大小的千分之一。 实际上，作为用户的浪费可能是标题的整个16个字节，因为那是你不能使用的内存，所以它大约是0.39％（16 /（4096 + 16））。
这就是为什么malloc的链接字符列表是一个非常糟糕的主意 – 你倾向于使用每个字符：
- 16个字节的标头。
- 字符为1个字节（假设为8位字符）。
- 15个字节的填充。
这将使您的0.39％数字变为96.9％的浪费（31 /（31 + 1））。
并且，在回答您的进一步问题时：
这是可以接受的牺牲，还是我在考虑这个错误？
我会说，是的，这是可以接受的。 通常，您分配较大的内存块，其中四个字节不会对宏观方案产生影响。 正如我之前所说，如果你分配了很多小东西，这不是一个好的解决方案，但这不是malloc的一般用例。
某些分配器没有任何已分配块的标头。 有些消除了小块的标题。 除了安全性之外，根本不需要分配块的头部。 这可以通过其他方式实现，例如，通过与分配的存储器完全物理分离的管理数据。
即使是类型化的内存分配器也可以消除标头。 参见例如BIBOP 。
您可能会发现，如果返回的块始终在8字节边界上对齐，则实现使用8字节块来保存任何控制信息。 我相信K＆R（第一版和第二版）的实施都是这样做的。 实际上，它使用指针和大小，因此它有8个字节的控制信息。 如果它使用8字节对齐的块，那么这样做没有真正的惩罚。 （对于64位机器，最严格的对齐可能是16字节 – 例如它在SPARC上 – 因此块开销有点大，但基本上是相同的原因。）