FreeRTOS動態(tài)內(nèi)存分配管理heap_1示例
動態(tài)內(nèi)存管理
FreeRTOS提供5種動態(tài)內(nèi)存管理策略,分別為heap_1到heap_5,源碼在FreeRTOS/Source/portable/MemMang下,本質(zhì)是對一個或者多個大數(shù)組進行操作來對系統(tǒng)提供內(nèi)存的申請、釋放(有的策略沒有)功能。下面先看看heap_1是怎么做的。
heap_1.c 內(nèi)存堆管理
大數(shù)組在哪里
/* Allocate the memory for the heap. */ #if( configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP == 1 ) //這種情況是可以把待管理的數(shù)組分配在外部SRAM、SDRAM中 extern uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ]; #else //這種情況是把待管理的數(shù)組分配在內(nèi)部RAM,由編譯器決定地址 static uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ]; #endif /* configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP */
可以看到這個局部靜態(tài)全局大數(shù)組名字是ucHeap,大小是configTOTAL_HEAP_SIZE,這個宏在FreeRTOSConfig.h中定義
實際可用數(shù)組字節(jié)數(shù)
//因為需要字節(jié)對齊,所以實際能使用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)要減去portBYTE_ALIGNMENT /* A few bytes might be lost to byte aligning the heap start address. */ #define configADJUSTED_HEAP_SIZE ( configTOTAL_HEAP_SIZE - portBYTE_ALIGNMENT )
portBYTE_ALIGNMENT 在portmacro.h中定義
#define portBYTE_ALIGNMENT8
已分配字節(jié)數(shù)
//已經(jīng)分配了的字節(jié)數(shù),也就是下一個空閑內(nèi)存相對于首址(pucAlignedHeap)的偏移量 static size_t xNextFreeByte = ( size_t ) 0;
分配
void *pvPortMalloc( size_t xWantedSize )
{
void *pvReturn = NULL;//待返回給用戶分配地址
static uint8_t *pucAlignedHeap = NULL;//實際管理的數(shù)組首地址
/* Ensure that blocks are always aligned to the required number of bytes. */
//如果不是1字節(jié)對齊則先需要portBYTE_ALIGNMENT字節(jié)對齊
#if( portBYTE_ALIGNMENT != 1 )
{
if( xWantedSize & portBYTE_ALIGNMENT_MASK )
{ /* Byte alignment required. */
//如果用戶申請字節(jié)數(shù)不是portBYTE_ALIGNMENT_MASK字節(jié)對齊的,先要調(diào)整到portBYTE_ALIGNMENT_MASK字節(jié)對齊
//比如申請13字節(jié),要求portBYTE_ALIGNMENT = 8,
//則xWantedSize = 13+(8-(13&7))=13+(8-5)=16,
//最終申請16字節(jié)
xWantedSize += ( portBYTE_ALIGNMENT - ( xWantedSize & portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) );
}
}
#endif
//掛起調(diào)度器,防止函數(shù)重入
vTaskSuspendAll();
{
if( pucAlignedHeap == NULL )
//說明是第一次調(diào)用此函數(shù)需要對對內(nèi)存堆初始化確保內(nèi)存堆首址也是8字節(jié)對齊
{
/* Ensure the heap starts on a correctly aligned boundary. */
//假設(shè)&ucHeap是0x20000C64,
//則&ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT ]是 0x20000C64+7=0x20000C6B
//pucAlignedHeap = 0x20000C6B & (~0x00000007) = 0x20000C68
//pucAlignedHeap才是實際操作的堆首址
pucAlignedHeap = ( uint8_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) &ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT ] ) & ( ~( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) ) );
}
/* Check there is enough room left for the allocation. */
//已經(jīng)分配的字節(jié)數(shù)xNextFreeByte + 將要分配的字節(jié)數(shù)xWantedSize
//要小于總共有的字節(jié)數(shù)configADJUSTED_HEAP_SIZE
if( ( ( xNextFreeByte + xWantedSize ) < configADJUSTED_HEAP_SIZE ) &&
//此條件是防止溢出,因為內(nèi)存是地址是單調(diào)增長
( ( xNextFreeByte + xWantedSize ) > xNextFreeByte ) )/* Check for overflow. */
{
/* Return the next free byte then increment the index past this
block. */
//返回地址給用戶
pvReturn = pucAlignedHeap + xNextFreeByte;
//更新已經(jīng)分配了的內(nèi)存字節(jié)數(shù)
xNextFreeByte += xWantedSize;
}
traceMALLOC( pvReturn, xWantedSize );
}
( void ) xTaskResumeAll();
//解掛調(diào)度器
//如果使能的內(nèi)存申請失敗的鉤子函數(shù)當(dāng)申請失敗時會執(zhí)行申請失敗鉤子函數(shù)
#if( configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK == 1 )
{
if( pvReturn == NULL )
{
extern void vApplicationMallocFailedHook( void );
vApplicationMallocFailedHook();
}
}
#endif
return pvReturn;
}
其中portBYTE_ALIGNMENT_MASK是根據(jù)portBYTE_ALIGNMENT定義,在portable.h中
#if portBYTE_ALIGNMENT == 8 #define portBYTE_ALIGNMENT_MASK ( 0x0007 ) #endif
釋放
可以看到heap_1是沒有提供釋放,是無法釋放的
void vPortFree( void *pv )
{
/* Memory cannot be freed using this scheme. See heap_2.c, heap_3.c and
heap_4.c for alternative implementations, and the memory management pages of
http://www.FreeRTOS.org for more information. */
( void ) pv;
/* Force an assert as it is invalid to call this function. */
configASSERT( pv == NULL );
}
還剩空閑字節(jié)數(shù)
size_t xPortGetFreeHeapSize( void )
{
return ( configADJUSTED_HEAP_SIZE - xNextFreeByte );
}
適用范圍、特點
適用于只需分配,不需釋放場合,執(zhí)行時間確定,不會產(chǎn)生碎片,但是內(nèi)存利用率不高
以上就是FreeRTOS動態(tài)內(nèi)存分配管理heap_1示例的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于FreeRTOS動態(tài)內(nèi)存分配管理的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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