HCIA-HarmonyOS设备开发认证V2.0-轻量系统内核内存管理-静态内存

一、内存管理

内存管理模块管理系统的内存资源，它是操作系统的核心模块之一，主要包括内存的初始化、分配以及释放。

在系统运行过程中，内存管理模块通过对内存的申请/释放来管理用户和 OS 对内存的使用，使内存的利用率和使用效率达到最优，同时最大限度地解决系统的内存碎片问题。

LiteOS-M 的内存管理分为静态内存管理和动态内存管理，提供内存初始化、分配、释放等功能。

动态内存：在动态内存池中分配用户指定大小的内存块。

优点：按需分配。
缺点：内存池中可能出现碎片。

静态内存：在静态内存池中分配用户初始化时预设（固定）大小的内存块。

优点：分配和释放效率高，静态内存池中无碎片。
缺点：只能申请到初始化预设大小的内存块，不能按需申请。

二、静态内存

2.1、静态内存运行机制

静态内存实质上是一个静态数组，静态内存池内的块大小在初始化时设定，初始化后块大小不可变更。

静态内存池由一个控制块 LOS_MEMBOX_INFO 和若干相同大小的内存块LOS_MEMBOX_NODE 构成。控制块位于内存池头部，用于内存块管理，包含内存块大小uwBlkSize，内存块数量 uwBlkNum，已分配使用的内存块数量 uwBlkCnt 和空闲内存块链表

stFreeList。内存块的申请和释放以块大小为粒度，每个内存块包含指向下一个内存块的指针pstNext。

2.2、静态内存开发流程

1、执行make menuconfig命令，进入Kernel ---> Memory Management菜单，完成静态内存管理模块的配置。

配置项	含义	取值范围	默认值	依赖
LOSCFG_KERNEL_MEMBOX	使能membox内存管理	YES/NO	YES	无
LOSCFG_KERNEL_MEMBOX_STATIC	选择静态内存方式实现membox	YES/NO	YES	LOSCFG_KERNEL_MEMBOX
LOSCFG_KERNEL_MEMBOX_DYNAMIC	选择动态内存方式实现membox	YES/NO	NO	LOSCFG_KERNEL_MEMBOX

2、规划一片内存区域作为静态内存池。

3、调用 LOS_MemboxInit 初始化静态内存池。初始化会将入参指定的内存区域分割为 N 块（N 值取决于静态内存总大小和块大小），将所有内存块挂到空闲链表，在内存起始处放置控制头。

4、调用 LOS_MemboxAlloc 接口分配静态内存。系统将会从空闲链表中获取第一个空闲块，并返回该内存块的起始地址。

5、调用 LOS_MemboxClr 接口。将入参地址对应的内存块清零。

6、调用 LOS_MemboxFree 接口。将该内存块加入空闲链表。

2.3、静态内存接口

功能类别	接口函数	描述
初始化静态内存池	LOS_MemboxInit	初始化一个静态内存池，根据入参设定其起始地址、总大小及每个内存块大小
清除静态内存块内容	LOS_MemboxClr	清零指定静态内存块的内容
申请、释放静态内存	LOS_MemboxAlloc	从指定的静态内存池中申请一块静态内存块
	LOS_MemboxFree	释放指定的一块静态内存块
获取、打印静态内存池信息	LOS_MemboxStatisticsGet	获取指定静态内存池的信息，包括内存池中总内存块数量、已经分配出去的内存块数量、每个内存块的大小
	LOS_ShowBox	打印指定静态内存池所有节点信息（打印等级是LOS_INFO_LEVEL），包括内存池起始地址、内存块大小、总内存块数量、每个空闲内存块的起始地址、所有内存块的起始地址

2.4、实例

c 复制代码

#define  BOXSIZE   10                           //内存块大小
#define  BLKNUM    3                            //内存块数量

static UINT32 BoxMem[BOXSIZE*BLKNUM];           //定义一个数组作为静态内存池空间
UINT32 ret = LOS_OK;
/* 初始化内存池 */
ret = LOS_MemboxInit(&BoxMem[0],              /* 内存池地址 */
                        BOXSIZE,                /* 内存块大小 */
                        BLKNUM);                /* 内存块数量 */
if (ret != LOS_OK)
{
    printf("内存池初始化失败\n");
} else
{
    printf("内存池初始化成功!\n");
}

/* 获取内存块空间 */
UINT32 *p_Num = NULL;                           //指向读写内存池地址的指针
p_Num = (UINT32*)LOS_MemboxAlloc(BoxMem); /* 向已经初始化的内存池分配内存 */
if (NULL == p_Num)
{
    printf("分配内存失败!\n");
} else
{
    printf("分配内存成功!\n");
}

/* 清除内存块数据 */
LOS_MemboxClr(BoxMem, p_Num);               /* 清除在p_Num地址的内容 */

/* 释放内存块使用空间 */
ret = LOS_MemboxFree(BoxMem, p_Num); //释放内存
if (LOS_OK == ret)
{
    printf("内存释放成功!\n");//内存释放成功！
} else
{
    printf("内存释放失败!\n");//内存释放失败！
}