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：

#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

1. #include "memory.h"

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

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

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

9. static uint8_t DMEMORY[DMEM_TOTAL_SIZE];

10. static DMEM_STATE DMEMS = {0};

13. typedef enum

14. {

15. DMEM_FREE = 0,

16. DMEM_USED = 1,

17. }DMEM_USED_ITEM;

20. typedef struct

21. {

22. DMEM_USED_ITEM used; //使用状态

23. uint16_t blk_s; //起始块序号

24. uint16_t blk_num; //块个数

25. }DMEM_APPLY;

28. typedef struct

29. {

30. DMEM_USED_ITEM tb_blk[DMEM_BLOCK_NUM];

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

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

33. uint16_t apply_num; //内存申请表占用数目

34. uint16_t blk_num; //内存块占用数目

35. }DMEM_STATE;

2.内存分配函数DynMemGet

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;

10. //申请内存大小不能为0

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

12. //申请内存不可超过总内存大小

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

14. //申请内存不可超过剩余内存大小

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

16. //申请表必须有空余

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

20. //计算所需连续块的个数

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

24. //寻找申请表

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

26. {

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

28. {

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

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

31. user->tb = loop; //申请表编号记录

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

33. break;

34. }

35. }

38. //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

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

42. //寻找连续内存块

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

44. {

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

46. {//找到第一个空闲内存块

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

48. {//找到下一个空闲内存块

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

50. {//发现已使用内存块

51. break;

52. }

53. }

54. if(find >= blk_num_want)

55. {//寻找到的空闲内存块数目已经够用

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

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

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

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

60. {

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

62. }

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

64. DMEMS.apply_num += 1;

65. DMEMS.blk_num += blk_num_want;

68. return user;

69. }

70. else

71. {//寻找到的空闲内存块不够用，从下一个开始找

72. loop += find;

73. }

74. }

75. }

78. //搜索整个内存块，未找到大小适合的空间

79. return NULL;

80. }

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; }

8. //释放内存空间

9. 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++)

10. {

11. DMEMS.tb_blk[loop] = DMEM_FREE;

12. DMEMS.blk_num -= 1;

13. }

14. //释放申请表

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

16. DMEMS.apply_num -= 1;

17. }