根据STM32原子战舰板内存办理源码

最近有点乱，可是有关嵌入式体系的学习不曾慢待过。本文是依据原子教师的c源码，自己的学习的心得，仅仅对源码作出自己的学习了解，一起也插补了一些涉及到的c言语常识。贴出本文不为其他，一来希望能有有缘人看到本文，提出纠正；二来，为了那些不眠的夜，安慰一下自己。

1， 内存办理简介

内存办理，是指软件运转时对计算机内存资源的分配和运用的技能。其最主要的意图是怎么高效，快速的分配，并且在恰当的时分开释和收回内存资源。内存办理的完结办法有很多种，他们其实终究都是要完结2个函数：malloc和free；malloc函数用于内存恳求，free函数用于内存开释。

先回忆一下c言语常识：计算机内存一般分为静态存储区用以存储全局变量或常量和动态存储区用以存储函数内部变量或形参或函数运算成果。malloc（）函数的作用是恳求体系在内存的动态存储区分配若干个字节的存储空间，函数的回来值是首字节地址，可见malloc（）函数是指针类型。free（P）的作用是开释指针变量P所指向的动态空间。

本章，咱们介绍一种比较简单的办法来完结：分块式内存办理。下面咱们介绍一下该办法的完结原理，如图所示(示意图)：

内存块1 内存块2 内存块3 ……内存块n 内存池

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第1项 第2项 第3项 ……第n项 内存办理表

<<-----分配方向

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malloc,free等函数

图解：从上图能够看出，分块式内存办理由内存池和内存办理表两部分组成。内存池被等分为n块，对应的内存办理表，巨细也为n，内存办理表的每一个项对应内存池的一块内存。

内存办理表的项值代表的含义为：当该项值为0的时分，代表对应的内存块未被占用，当该项值非零的时分，代表该项对应的内存块现已被占用，其数值则代表被接连占用的内存块数。比方某项值为10，那么阐明包括本项对应的内存块在内，总共分配了10个内存块给外部的某个指针。

内寸分配方向如图所示，是从顶à底的分配方向。即首先从最末端开端找空内存。当内存办理刚初始化的时分，内存表悉数清零，表明没有任何内存块被占用。

分配原理：

当指针p调用malloc恳求内存的时分，先判别p要分配的内存块数（m），然后从第n项开端，向下查找，直到找到m块接连的空内存块（即对应内存办理表项为0），然后将这m个内存办理表项的值都设置为m（符号被用），最终，把最终的这个空内存块的地址回来指针p，完结一次分配。留意，假如当内存不行的时分（找到最终也没找到接连的m块闲暇内存），则回来NULL（空指针）给p，表明分配失利。

开释原理：

当p恳求的内存用完，需求开释的时分，调用free函数完结。free函数先判别p指向的内存地址所对应的内存块，然后找到对应的内存办理表项目，得到p所占用的内存块数目m（内存办理表项意图值便是所分配内存块的数目），将这m个内存办理表项意图值都清零，符号开释，完结一次内存开释。

关于分块式内存办理的原理，咱们就介绍到这儿。

2， 硬件规划：

本章试验功用简介：开机后，显现提示信息，等候外部输入。KEY0用于恳求内存，每次恳求2K字节内存。KEY1用于写数据到恳求到的内存里边。KEY2用于开释内存。WK_UP用于切换操作内存区（内部内存/外部内存）。DS0用于指示程序运转状况。本章咱们还能够经过USMART调试，测验内存办理函数。

本试验用到的硬件资源有：

1） 指示灯DS0

2） 四个按键

3） 串口 //USMART

4） TFTLCD模块

5） IS62WV51216

3， 软件规划：

本章，咱们将内存办理部分独自做一个分组，在工程目录下新建一个MALLOC的文件夹，然后新建malloc.c和malloc.h两个文件，将他们保存在MALLOC文件夹下。

在MDK新建一个MALLOC的组，然后将malloc.c文件加入到该组，并将MALLOC文件夹添加到头文件包括途径。

翻开malloc.c文件，输入如下代码：由于本试验涉及到的c言语常识，尤其是指针常识较多，所以就边用边学

#include “malloc.h”

//内存池(4字节对齐)

__align(4) u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; //内部SRAM内存池

/*

” u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE];”该数组是界说拿出内部内存池的40K的空间来做试验，为什么该数组是u8类型？计算机内存是以字节为单位的存储空间，内存中的每个字节都有仅有的编号，这个编号就叫地址。在这儿便是界说40K个元素，每个元素代表一个字节。整个数组就代表整个内部SRAM内存池的总容量即40K个元字节的总空间容量。由于不论是存储什么数据类型内存中的地址编号都是32位的，即每个地址编号能够包容4个字节，而不同的数据类型存储在不同的内存存储区，这便是为什么界说变量时一定要先声明其数据类型的原因。存储一个字符需求一个字节的存储空间，存储一个short类型需求2个字节的存储空间，存储一个int或float需求4个字节空间，就好像PLC内存中的字节，字，双字的界说规矩相同（如字节MB0，MB1，MB0和MB1构成MW0;MW0和MW2构成32位的双字DW0，DW4，DW8）。“__align(4)”便是规则4个字节对齐，即每个32的地址编号存储一个数据类型？比方，字符存储区中地址编号MB0能够存储一个字节即8个位的数据，而存储MB0这个地址编号是以32位的空间来存储，也便是说不论是什么类型数据，存储它的地址编号都是32的，所以指针值一定是32位的。

//“#define MEM1_MAX_SIZE 40*1024 //最大办理内存 40K”,意思是mem1base[MEM1_MAX_SIZE]有40k个元素

*/

__align(4) u8 mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X68000000)));//外部SRAM内存池

//#define MEM2_MAX_SIZE 200*1024 //最大办理内存200K，意思是mem2base[MEM2_MAX_SIZE]数组有200K个u8类型元素，第一个元素的地址存储在 //外部存储器SRAM的0X68000000地址，

//内存办理表

u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; //内部SRAM内存池MAP

/*

//#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE //内存表巨细,MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE==1250

//#define MEM1_BLOCK_SIZE 32 //内存块巨细为32字节；“MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE ”的含义是内部SRAM内存池总共40K字节的容量除以32个字节，得到总共40K/32==1250个内存块；也便是说将内部SRAM内存池划为1250个内存块。

“u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE];”实际上就等于“u16 mem1mapbase[1250];”意思是界说一个有1250个内存块（元素）的数组，每个元素是u16类型数据；数组名“mem1mapbase”便是mem1mapbase[0]（该数组的第一个元素它代表1250个内存块中的第一个内存块）的地址，也能够说是指针常量；结合与之相关的结构体成员“u16 *memmap[2]={ mem1mapbase,mem2mapbase}”指针类型数组；在这儿“mem2mapbase”是外部内存的第一个内存块的地址，是个指针常量用以寄存u16类型数据的地址值；结合

“mymemset(mallco_dev.memmap[0], 0,memtblsize[0]*2);”函数剖析：结合本程序和结构体有关界说“u16 *memmap[2]; ”，首元素memmap[0]=mem1mapbase；也便是说“mallco_dev.memmap[0]”在这儿表明1250个内部内存块中第一个内存块的地址，依据“u16 *memmap[2]={ mem1mapbase,mem2mapbase}”推断出“mallco_dev.memmap[0]”是u16类型指针；

“memtblsize[0]”是什么意思呢？依据“const u32 memtblsize[2]={1250,6250};”能够得知memtblsize[0]==1250即内部内存总共有1250个办理项，

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

{

u8 *xs = s;

while(count–)*xs++=c;

} //把u8类型数据c填充到以指针变量s为首地址的内存空间中，填充多少个数由count值决议

该函数的意思是把u8类型的数据“c”填充到u16类型指针元素memmap[0]中（依据结构体界说“u16 *memmap[2]; ”，而memmap[0]=mem1mapbase），说白了便是把u8类型的数据“c”填充到1250个内存块中的count个内存块中。

而mallco_dev.memmap[memx]是16位的，为了将其悉数清零，所以乘以2.

本例中，用到了指针类型数组“u16 *memmap[2]={ mem1mapbase,mem2mapbase}”，为什么要界说指针类型数组呢？mem1mapbase是数组

“u16 mem1mapbase[1250];”的首个元素地址（即*mem1mapbase等价于mem1mapbase[0]），而mem1mapbase[0]就代表内部存储器1250个存储块中的第一个存储块；依据结构体赋值界说可知：memmap[0]=mem1mapbase。所以mem1mapbase便是“mallco_dev.memmap[0]”，即mem1mapbase是函数mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2)的第一个形参，由于*mem1mapbase等价于mem1mapbase[0]），而mem1mapbase[0]就代表内部存储器1250个存储块中的第一个存储块。结合

void mymemset(void *s,u8 c,u32 count)函数剖析， mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2)函数的意思是：把0写入到1250个存储块中的第一个存储块中；这样就将一个存储块的值赋值为0了。

推断出“mallco_dev.memmap[0]”是u16类型指针；

；

*/

u16 mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X68000000+MEM2_MAX_SIZE)));

/*

“#define MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE MEM2_MAX_SIZE/MEM2_BLOCK_SIZE”

“#define MEM2_BLOCK_SIZE 32”

外部SRAM内存池MAP,同理，“MEM2_MAX_SIZE/MEM2_BLOCK_SIZE”的含义是外部SRAM内存池总共200K字节的容量除以32个字节，得到总共200K/32==6250个内存块；也便是说将外部SRAM内存池划为6250个内存块。

*/

//内存办理参数

/*

内存办理表“MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE”分别是1250和6250个“项”.

每个内存分块巨细即内部和外部SRAM每个内存块占有32个字节空间“MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE”分别是32个字节；

内存总巨细“MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE”，分别是40K和200K个字节的总容量空间

mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2);

*/

const u32 memtblsize[2]={MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE};//内存办理表巨细

const u32 memblksize[2]={MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE}; //内存分块巨细

const u32 memsize[2]={MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE}; //内存总巨细

/*

struct _m_mallco_dev //内存办理控制器,界说一个结构体类型数据，或结构体变量，

{

void (*init)(u8); //初始化

u8 (*perused)(u8); //内存运用率

u8 *membase[2]; //内存池 办理2个区域的内存 mem1base,mem2base内存池

u16 *memmap[2]; //内存办理状况表 mem1mapbase(==1250块),mem2mapbase(6250), //内存办理状况表

u8 memrdy[2]; //内存办理是否安排妥当

};

1，结构体成员“void (*init)(u8);”是界说了一个指向函数的指针变量，该指针变量名是init；void表明该函数没有回来值（函数的数据类型由回来值决议）；u8是函数的形参。指向函数的指针变量格局：数据类型 + （*变量名）（形参）

本例中：

void mem_init(u8 memx)

{

mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2);//内存状况表数据清零 memx:所属内存块,即几号内存块

mymemset(mallco_dev.membase[memx], 0,memsize[memx]); //内存池一切数据清零

mallco_dev.memrdy[memx]=1;//内存办理初始化OK

}

也便是说，本例顶用指向函数的指针变量来表明函数。c言语规则函数名便是函数的进口地址，也便是说函数名也是一个指针，指向函数的进口，依据这个原理，能够将指向函数的指针作为函数的参数调用，能够在不同的状况调用不同的函数；假如一个指向函数的指针变量等于函数名就能够说该指向函数的指针变量指向了该函数，那么指针变量与函数便是相同的了。比方：“mem_init(memx);”就等同于“mallco_dev.init（memx）；”

2，指针类型数组“u8 *membase[2];”，意思是该指针类型数组有两个“char *”类型的指针元素或者说有两个“u8 *”类型指针元素；为什么要界说“u8 *”类型呢？由于内存存储区是依据数据类型来区分的，假如不明确声明类型就乱套了。

在C言语和C++言语中，数组元素全为指针的数组称为指针数组。一维指针数组的界说方式为：“类型名 *数组标识符[数组长度]”。

例如，一个一维指针数组的界说：int *ptr_array[10]。该指针数组有10个元素，每个元素都是int类型的指针即“int *”类型；

指针类型数组“u8 *membase[2];”的赋值是mem1base,mem2base, “mem1base,mem2base”分别是内部内存池和外部内存池的数组名，是指针常量即首元素的地址；由于事前现已界说“u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]”即“u8 mem1base[40K];”。

*/

//内存办理控制器，结构体变量赋值，即初始化

struct _m_mallco_dev mallco_dev=

{

mem_init, //内存初始化，将函数名“mem_init”赋给结构体成员“void (*init)(u8);”即指向函数的指针变量，

mem_perused, //内存运用率

mem1base,mem2base, //内存池

mem1mapbase,mem2mapbase, //内存办理状况表，mem1mapbase（1250项）,mem2mapbase（6250项）

0,0, //内存办理未安排妥当

};

/*

1，“void *des”无类型指针，不能指向详细的数据，“void *des”无类型指针指向内存中的数据类型由用户自己确认,如malloc()函数的回来值便是“void *des”无类型指针，由于malloc()函数的回来值是不确认的是依据形参的数据类型确认的

2，“void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n) ”函数的了解：

des是指针，可是不确认指向什么类型的数据，换句话说des指针存储的什么类型数据不确认，“u8 *xdes=des;”将des指针存储的数据

存储到一个新的“u8 *”类型指针xdes中；“u8 *xsrc=src;”同理。

“*xdes++=*xsrc++; ”，当*xsrc++（自增）时，即指针“src”指针自增，也便是说把“src”指针逐位仿制到des方针指针去了。仿制个数便是n。

3，“*P”的含义：a），“*P”便是以指针变量P的内容（P的内容便是指针变量P里存储的某一类型数据的指针值）为地址的变量；b），指针运算符“*”假如是在界说变量时分加在前面，意思是这个变量是指针变量,如 char *a;假如是在拜访指针变量的时分加在前面（如*a），意思是取指针变量指向的值，如 char b=*a; 上面界说了a是一个字符指针，这儿便是把指针变量a指向的值取出来并赋给b。