在 SIZE_SZ 为 4B 的平台上，大于等于 512B 的空闲 chunk ，或者，在 SIZE_SZ 为 8B 的平台上，大小大于等于 1024B 的空闲 chunk ，由 sorted bins 管理。 Large bins 一共包括 63 个 bin ，每个 bin 中的 chunk 大小不是一个固定公差的等差数列，而是分成 6 组 bin ，每组 bin 是一个固定公差的等差数列，每组的 bin 数量依次为 32 、 16 、 8 、 4 、 2 、 1 ，公差依次为 64B 、 512B 、 4096B 、 32768B 、 262144B 等。
以 SIZE_SZ 为 4B 的平台为例，第一个 large bin 的起始 chunk 大小为 512B ，共 32 个 bin ，公差为 64B ，等差数列满足如下关系：
Chunk_size=512 + 64 * index
第二个 large bin 的起始 chunk 大小为第一组 bin 的结束 chunk 大小，满足如下关系：
Chunk_size=512 + 64 * 32 + 512 * index
同理，我们可计算出每个 bin 的起始 chunk 大小和结束 chunk 大小。这些 bin 都是很有规律的，其实 small bins 也是满足类似规律， small bins 可以看着是公差为 8 的等差数列，一共有 64 个 bin （第 0 和 1bin 不存在），所以我们可以将 small bins 和 large bins 存放在同一个包含 128 个 chunk 的数组上，数组的前一部分位 small bins ，后一部分为 large bins ，每个 bin 的 index 为 chunk 数组的下标，于是，我们可以根据数组下标计算出该 bin 的 chunk 大小（ small bins ）或是 chunk 大小范围（ large bins ），也可以根据需要分配内存块大小计算出所需 chunk 所属 bin 的 index ， ptmalloc 使用了一组宏巧妙的实现了这种计算。
#define NBINS 128
#define NSMALLBINS 64
#define SMALLBIN_WIDTH MALLOC_ALIGNMENT
#define MIN_LARGE_SIZE (NSMALLBINS * SMALLBIN_WIDTH)
#define in_smallbin_range(sz) \
((unsigned long)(sz) < (unsigned long)MIN_LARGE_SIZE)
#define smallbin_index(sz) \
(SMALLBIN_WIDTH == 16 ? (((unsigned)(sz)) >> 4) : (((unsigned)(sz)) >> 3))
#define largebin_index_32(sz) \
(((((unsigned long)(sz)) >> 6) <= 38)? 56 + (((unsigned long)(sz)) >> 6): \
((((unsigned long)(sz)) >> 9) <= 20)? 91 + (((unsigned long)(sz)) >> 9): \
((((unsigned long)(sz)) >> 12) <= 10)? 110 + (((unsigned long)(sz)) >> 12): \
((((unsigned long)(sz)) >> 15) <= 4)? 119 + (((unsigned long)(sz)) >> 15): \
((((unsigned long)(sz)) >> 18) <= 2)? 124 + (((unsigned long)(sz)) >> 18): \
126)
// XXX It remains to be seen whether it is good to keep the widths of
// XXX the buckets the same or whether it should be scaled by a factor
// XXX of two as well.
#define largebin_index_64(sz) \
(((((unsigned long)(sz)) >> 6) <= 48)? 48 + (((unsigned long)(sz)) >> 6): \
((((unsigned long)(sz)) >> 9) <= 20)? 91 + (((unsigned long)(sz)) >> 9): \
((((unsigned long)(sz)) >> 12) <= 10)? 110 + (((unsigned long)(sz)) >> 12): \
((((unsigned long)(sz)) >> 15) <= 4)? 119 + (((unsigned long)(sz)) >> 15): \
((((unsigned long)(sz)) >> 18) <= 2)? 124 + (((unsigned long)(sz)) >> 18): \
126)
#define largebin_index(sz) \
(SIZE_SZ == 8 ? largebin_index_64 (sz) : largebin_index_32 (sz))
#define bin_index(sz) \
((in_smallbin_range(sz)) ? smallbin_index(sz) : largebin_index(sz))
宏 bin_index(sz) 根据所需内存大小计算出所需 bin 的 index ，如果所需内存大小属于 small bins 的大小范围，调用 smallbin_index(sz) ，否则调用 largebin_index(sz)) 。 smallbin_index(sz) 的计算相当简单，如果 SIZE_SZ 为 4B ，则将 sz 除以 8 ，如果 SIZE_SZ 为 8B ，则将 sz 除以 16 ，也就是除以 small bins 中等差数列的公差。 largebin_index(sz) 的计算相对复杂一些，可以用如下的表格直观的显示 chunk 的大小范围与 bin index 的关系。以 SIZE_SZ 为 4B 的平台为例， chunk 大小与 bin index 的对应关系如下表所示:（博客编辑器太弱，不能全部贴出来）
|
开始( 字节) |
结束（字节） |
Bin index |
|
0 |
7 |
不存在 |
|
8 |
15 |
不存在 |
|
16 |
23 |
2 |
|
24 |
31 |
3 |
|
32 |
39 |
4 |
|
40 |
47 |
5 |
|
48 |
55 |
6 |
|
56 |
63 |
7 |
|
64 |
71 |
8 |
|
72 |
79 |
9 |
|
80 |
87 |
10 |
|
88 |
95 |
11 |
|
96 |
103 |
12 |
|
104 |
111 |
13 |
|
112 |
119 |
14 |
|
120 |
127 |
15 |
|
128 |
135 |
16 |
|
136 |
143 |
17 |
|
144 |
151 |
18 |
|
152 |
159 |
19 |
|
160 |
167 |
20 |
|
168 |
175 |
21 |
|
176 |
183 |
22 |
|
184 |
191 |
23 |
|
192 |
199 |
24 |
|
200 |
207 |
25 |
|
208 |
215 |
26 |
|
216 |
223 |
27 |
|
224 |
231 |
28 |
|
232 |
239 |
29 |
|
240 |
247 |
30 |
|
248 |
255 |
31 |
|
256 |
263 |
32 |
注意：上表是 chunk 大小与 bin index 的对应关系，如果对于用户要分配的内存大小 size ，必须先使用 checked_request2size(req, sz) 计算出 chunk 的大小，再使用 bin_index(sz) 计算出 chunk 所属的 bin index 。
对于 SIZE_SZ 为 4B 的平台， bin[0] 和 bin[1] 是不存在的，因为最小的 chunk 为 16B ， small bins 一共 62 个， large bins 一共 63 个，加起来一共 125 个 bin 。而 NBINS 定义为 128 ，其实 bin[0] 和 bin[127] 都不存在， bin[1] 为 unsorted bin 的 chunk 链表头。
typedef struct malloc_chunk* mbinptr;
/* addressing -- note that bin_at(0) does not exist */
#define bin_at(m, i) \
(mbinptr) (((char *) &((m)->bins[((i) - 1) * 2])) \
- offsetof (struct malloc_chunk, fd))
/* analog of ++bin */
#define next_bin(b) ((mbinptr)((char*)(b) + (sizeof(mchunkptr)<<1)))
/* Reminders about list directionality within bins */
#define first(b) ((b)->fd)
#define last(b) ((b)->bk)
/* Take a chunk off a bin list */
#define unlink(P, BK, FD) { \
FD = P->fd; \
BK = P->bk; \
if (__builtin_expect (FD->bk != P || BK->fd != P, 0)) \
malloc_printerr (check_action, "corrupted double-linked list", P); \
else { \
FD->bk = BK; \
BK->fd = FD; \
if (!in_smallbin_range (P->size) \
&& __builtin_expect (P->fd_nextsize != NULL, 0)) { \
assert (P->fd_nextsize->bk_nextsize == P); \
assert (P->bk_nextsize->fd_nextsize == P); \
if (FD->fd_nextsize == NULL) { \
if (P->fd_nextsize == P) \
FD->fd_nextsize = FD->bk_nextsize = FD; \
else { \
FD->fd_nextsize = P->fd_nextsize; \
FD->bk_nextsize = P->bk_nextsize; \
P->fd_nextsize->bk_nextsize = FD; \
P->bk_nextsize->fd_nextsize = FD; \
} \
} else { \
P->fd_nextsize->bk_nextsize = P->bk_nextsize; \
P->bk_nextsize->fd_nextsize = P->fd_nextsize; \
} \
} \
} \
}
宏 bin_at(m, i) 通过 bin index 获得 bin 的链表头， chunk 中的 fb 和 bk 用于将空闲 chunk 链入链表中，而对于每个 bin 的链表头，只需要这两个域就可以了， prev_size 和 size 对链表都来说都没有意义，浪费空间， ptmalloc 为了节约这点内存空间，增大 cpu 高速缓存的命中率，在 bins 数组中只为每个 bin 预留了两个指针的内存空间用于存放 bin 的链表头的 fb 和 bk 指针。
从 bin_at(m, i) 的定义可以看出， bin[0] 不存在，以 SIZE_SZ 为 4B 的平台为例， bin[1] 的前 4B 存储的是指针 fb ，后 4B 存储的是指针 bk ，而 bin_at 返回的是 malloc_chunk 的指针，由于 fb 在 malloc_chunk 的偏移地址为 offsetof (struct malloc_chunk, fd))=8 ，所以用 fb 的地址减去 8 就得到 malloc_chunk 的地址。但切记，对 bin 的链表头的 chunk ，一定不能修改 prev_size 和 size 域，这两个域是与其他 bin 的链表头的 fb 和 bk 内存复用的。
宏 next_bin(b) 用于获得下一个 bin 的地址，根据前面的分析，我们知道只需要将当前 bin 的地址向后移动两个指针的长度就得到下一个 bin 的链表头地址。
每个 bin 使用双向循环链表管理空闲 chunk ， bin 的链表头的指针 fb 指向第一个可用的 chunk ，指针 bk 指向最后一个可用的 chunk 。宏 first(b) 用于获得 bin 的第一个可用 chunk ，宏 last(b) 用于获得 bin 的最后一个可用的 chunk ，这两个宏便于遍历 bin ，而跳过 bin 的链表头。
宏 unlink(P, BK, FD) 用于将 chunk 从所在的空闲链表中取出来，注意 large bins 中的空闲 chunk 可能处于两个双向循环链表中， unlink 时需要从两个链表中都删除。
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