单片机内存管理

源码说明

源码包含memory.h 和 memory.c 两个文件(嵌入式C/C++代码的"标配"),其源码中包含重要的注释。

memory.h文件包含结构体等定义,函数API申明等;

memory.c文件是实现内存管理相关API函数的原型。

memory.h

头文件是相关的定义和申请:

cpp 复制代码
#ifndef __MEMORY_H__
#define __MEMORY_H__
 
 
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "includes.h"
//用户使用
typedef struct
{
    void    *addr;      //申请到的内存的起始地址
    uint32_t size;      //申请到的内存的大小,按照块大小分配,大于等于申请大小
    uint16_t  tb;        //申请表序号,申请内存时分配,释放内存时使用,用户不使用
}DMEM;
//若返回空,则申请失败
DMEM *DynMemGet(uint32_t size);
 
 
void DynMemPut(DMEM *pDmem);
 
 
#endif //__M

这里的代码比较简单,也是常规的写法,重点是要理解结构体成员的含义。

memory.c

源文件主要就是实现内存管理的函数,源码比较多,这里才分为三部分。

1.相关的定义

复制代码
  1. #include "memory.h"

  2. #define DMEM_BLOCK_SIZE 256 //内存块大小为128字节

  3. #define DMEM_BLOCK_NUM 20 //内存块个数为40个

  4. #define DMEM_TOTAL_SIZE (DMEM_BLOCK_SIZE*DMEM_BLOCK_NUM) //内存总大小

  5. static uint8_t DMEMORY[DMEM_TOTAL_SIZE];

  6. static DMEM_STATE DMEMS = {0};

  7. typedef enum

  8. {

  9. DMEM_FREE = 0,

  10. DMEM_USED = 1,

  11. }DMEM_USED_ITEM;

  12. typedef struct

  13. {

  14. DMEM_USED_ITEM used; //使用状态

  15. uint16_t blk_s; //起始块序号

  16. uint16_t blk_num; //块个数

  17. }DMEM_APPLY;

  18. typedef struct

  19. {

  20. DMEM_USED_ITEM tb_blk[DMEM_BLOCK_NUM];

  21. DMEM tb_user[DMEM_BLOCK_NUM]; //用户申请内存信息

  22. DMEM_APPLY tb_apply[DMEM_BLOCK_NUM]; //系统分配内存信息

  23. uint16_t apply_num; //内存申请表占用数目

  24. uint16_t blk_num; //内存块占用数目

  25. }DMEM_STATE;

2.内存分配函数DynMemGet

复制代码
  1. DMEM *DynMemGet(uint32_t size)

  2. {

  3. uint16_t loop = 0;

  4. uint16_t find = 0;

  5. uint16_t blk_num_want = 0;

  6. DMEM * user = NULL;

  7. DMEM_APPLY *apply = NULL;

  8. //申请内存大小不能为0

  9. if(size == 0) { return NULL; }

  10. //申请内存不可超过总内存大小

  11. if(size > DMEM_TOTAL_SIZE) { return NULL; }

  12. //申请内存不可超过剩余内存大小

  13. if(size > (DMEM_BLOCK_NUM - DMEMS.blk_num) * DMEM_BLOCK_SIZE) { return NULL; }

  14. //申请表必须有空余

  15. if(DMEMS.apply_num >= DMEM_BLOCK_NUM) { return NULL; }

  16. //计算所需连续块的个数

  17. blk_num_want = (size + DMEM_BLOCK_SIZE - 1) / DMEM_BLOCK_SIZE;

  18. //寻找申请表

  19. for(loop = 0; loop < DMEM_BLOCK_NUM; loop++)

  20. {

  21. if(DMEMS.tb_apply[loop].used == DMEM_FREE)

  22. {

  23. apply = &DMEMS.tb_apply[loop]; //申请表已找到

  24. user = &DMEMS.tb_user[loop]; //用户表对应找到

  25. user->tb = loop; //申请表编号记录

  26. user->size = blk_num_want * DMEM_BLOCK_SIZE; //分配大小计算

  27. break;

  28. }

  29. }

  30. //没有找到可用申请表,理论上是不会出现此现象的,申请表剩余已在上面校验

  31. if(loop == DMEM_BLOCK_NUM) { return NULL; }

  32. //寻找连续内存块

  33. for(loop = 0; loop < DMEM_BLOCK_NUM; loop++)

  34. {

  35. if(DMEMS.tb_blk[loop] == DMEM_FREE)

  36. {//找到第一个空闲内存块

  37. for(find = 1; (find < blk_num_want) && (loop + find < DMEM_BLOCK_NUM); find ++)

  38. {//找到下一个空闲内存块

  39. if(DMEMS.tb_blk[loop + find] != DMEM_FREE)

  40. {//发现已使用内存块

  41. break;

  42. }

  43. }

  44. if(find >= blk_num_want)

  45. {//寻找到的空闲内存块数目已经够用

  46. user->addr = DMEMORY + loop * DMEM_BLOCK_SIZE; //计算申请到的内存的地址

  47. apply->blk_s = loop; //记录申请到的内存块首序号

  48. apply->blk_num = blk_num_want; //记录申请到的内存块数目

  49. for(find = 0 ; find < apply->blk_num; find++)

  50. {

  51. DMEMS.tb_blk[loop + find] = DMEM_USED;

  52. }

  53. apply->used = DMEM_USED; //标记申请表已使用

  54. DMEMS.apply_num += 1;

  55. DMEMS.blk_num += blk_num_want;

  56. return user;

  57. }

  58. else

  59. {//寻找到的空闲内存块不够用,从下一个开始找

  60. loop += find;

  61. }

  62. }

  63. }

  64. //搜索整个内存块,未找到大小适合的空间

  65. return NULL;

  66. }

3.内存释放函数DynMemPut

  1. void DynMemPut(DMEM *user)

  2. {

  3. uint16_t loop = 0;

  4. //若参数为空,直接返回

  5. if(NULL == user) { return; }

  6. //释放内存空间

  7. for(loop = DMEMS.tb_apply[user->tb].blk_s; loop < DMEMS.tb_apply[user->tb].blk_s + DMEMS.tb_apply[user->tb].blk_num; loop++)

  8. {

  9. DMEMS.tb_blk[loop] = DMEM_FREE;

  10. DMEMS.blk_num -= 1;

  11. }

  12. //释放申请表

  13. DMEMS.tb_apply[user->tb].used = DMEM_FREE;

  14. DMEMS.apply_num -= 1;

  15. }

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