STM32Fxx 記憶體管理

目錄：

1.記憶體管理的原理

2.解析程式

3.程式（在stm32系列微控制器開發中都可以使用）

內容：

一：記憶體管理的原理

記憶體管理，是指軟體執行時對計算機記憶體資源的分配和使用。

記憶體管理的實現方法有很多種，他們其實最終都是要實現 2 個函式：malloc 函式（用於記憶體申請），free函式（用於記憶體釋放）

本程式實現的是分塊式記憶體管理。原理如下：

分塊式記憶體管理由記憶體池和記憶體管理錶兩部分組成。記憶體池被等分為 n塊，對應的記憶體管理表，大小也為 n，記憶體管理表的每乙個項對應記憶體池的一塊記憶體。

記憶體管理表的項值代表的意義為：當該項值為 0 的時候，代表對應的記憶體塊未被占用，當該項值非零的時候，代表該項對應的記憶體塊已經被占用，其數值則代表被連續占用的記憶體塊數。比如某項值為 10，那麼說明包括本項對應的記憶體塊在內，總共分配了 10 個記憶體塊給外部的某個指標。

內寸分配方向如圖所示，是從頂底的分配方向。即首先從最末端開始找空記憶體。當記憶體管理剛初始化的時候，記憶體表全部清零，表示沒有任何記憶體塊被占用。

分配原理

當指標 p 呼叫 malloc 申請記憶體的時候，先判斷 p 要分配的記憶體塊數（m），然後從第 n 項開始，向下查詢，直到找到 m 塊連續的空記憶體塊（即對應記憶體管理表項為 0），然後將這 m 個記憶體管理表項的值都設定為 m（標記被占用），最後，把最後的這個空記憶體塊的位址返回指標 p，完成一次分配。注意，如果當記憶體不夠的時候（找到最後也沒找到連續的 m 塊空閒記憶體），則返回 null 給 p，表示分配失敗。

釋放原理

當 p 申請的記憶體用完，需要釋放的時候，呼叫 free 函式實現。free 函式先判斷 p 指向的記憶體位址所對應的記憶體塊，然後找到對應的記憶體管理表專案，得到 p 所占用的記憶體塊數目 m（記憶體管理表專案的值就是所分配記憶體塊的數目），將這 m 個記憶體管理表專案的值都清零，標記釋放，完成一次記憶體釋放。

二、解析程式

1.記憶體管理控制器

struct _m_mallco_dev mallco_dev=

;2.記憶體管理初始化

memx:所屬記憶體塊

void my_mem_init(u8 memx)

3.記憶體分配(內部呼叫)

memx:所屬記憶體塊，size:要分配的記憶體大小(位元組)，返值:0xffffffff,代表錯誤;其他,記憶體偏移位址。

u32 my_mem_malloc(u8 memx,u32 size)

return (offset*memblksize[memx]);//返回偏移位址 }}

return 0xffffffff;//未找到符合分配條件的記憶體塊

}4.分配記憶體(外部呼叫)

memx:所屬記憶體塊，size:記憶體大小(位元組)。

void *mymalloc(u8 memx,u32 size)

5.釋放記憶體(內部呼叫)

memx:所屬記憶體塊，offset:記憶體位址偏移，返回值:0,釋放成功;1,釋放失敗;

u8 my_mem_free(u8 memx,u32 offset)

if(offset

return 0;

}else return 2;//偏移超區了.

}6.釋放記憶體(外部呼叫)

memx:所屬記憶體塊，ptr:記憶體首位址。

void myfree(u8 memx,void *ptr)

三、程式

/*malloc.c*/

#include "malloc.h"

//記憶體池(32位元組對齊)

__align(32) u8 mem1base[mem1_max_size]; //內部sram記憶體池

__align(32) u8 mem2base[mem2_max_size] __attribute__((at(0x68000000))); //外部sram記憶體池

//記憶體管理表

u16 mem1mapbase[mem1_alloc_table_size]; //內部sram記憶體池map

u16 mem2mapbase[mem2_alloc_table_size] __attribute__((at(0x68000000+mem2_max_size))); //外部sram記憶體池map

//記憶體管理引數

const u32 memtblsize[srambank]=; //記憶體表大小

const u32 memblksize[srambank]=; //記憶體分塊大小

const u32 memsize[srambank]=; //記憶體總大小

//記憶體管理控制器

struct _m_mallco_dev mallco_dev=

;void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n)

void mymemset(void *s,u8 c,u32 count)

void my_mem_init(u8 memx)

u8 my_mem_perused(u8 memx)

return (used*100)/(memtblsize[memx]);

}u32 my_mem_malloc(u8 memx,u32 size)

return (offset*memblksize[memx]);//返回偏移位址 }}

return 0xffffffff;//未找到符合分配條件的記憶體塊

} u8 my_mem_free(u8 memx,u32 offset)

if(offset

return 0;

}else return 2;//偏移超區了.

} void myfree(u8 memx,void *ptr)

void *mymalloc(u8 memx,u32 size)

void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size) }

/*malloc.h*/

#ifndef __malloc_h

#define __malloc_h

#ifndef null

#define null 0

#endif

//定義兩個記憶體池

#define sramin 0 //內部記憶體池

#define sramex 1 //外部記憶體池

#define srambank 2 //定義支援的sram塊數.

//mem1記憶體引數設定.mem1完全處於內部sram裡面.

#define mem1_block_size 32 //記憶體塊大小為32位元組

#define mem1_max_size 10*1024 //最大管理記憶體 4k

#define mem1_alloc_table_size mem1_max_size/mem1_block_size //記憶體表大小

//mem2記憶體引數設定.mem2的記憶體池處於外部sram裡面

#define mem2_block_size 32 //記憶體塊大小為32位元組

#define mem2_max_size 800 *1024 //最大管理記憶體960k

#define mem2_alloc_table_size mem2_max_size/mem2_block_size //記憶體表大小

//記憶體管理控制器

struct _m_mallco_dev

;extern struct _m_mallco_dev mallco_dev; //在mallco.c裡面定義

void mymemset(void *s,u8 c,u32 count); //設定記憶體

void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n);//複製記憶體

void my_mem_init(u8 memx); //記憶體管理初始化函式(外/內部呼叫)

u32 my_mem_malloc(u8 memx,u32 size); //記憶體分配(內部呼叫)

u8 my_mem_free(u8 memx,u32 offset); //記憶體釋放(內部呼叫)

u8 my_mem_perused(u8 memx); //獲得記憶體使用率(外/內部呼叫)

//外部呼叫函式

void myfree(u8 memx,void *ptr); //記憶體釋放(外部呼叫)

void *mymalloc(u8 memx,u32 size); //記憶體分配(外部呼叫)

void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size);//重新分配記憶體(外部呼叫)

#endif

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