STM32F4——内存管理
一、简介：
对于内存的管理主要是用来管理MCU在运行过程中内存资源的分配和使用问题，主要解决的问题是如何高效和快速的分配，并在适当时候回收内存资源，内存管理的方法也有很多种，但是最终都是在解决两个函数：malloc（内存申请）和free（内存释放）。
二、分块式内存管理原理
存储方式：在这里介绍有关分块式内存管理的原理，对于分块式内存管理由内存池和内存管理表两部分组成，内存池被等分为n块，对应内存管理表大小也为n，内存管理表的一项对应内存池的一块内存。
内存管理表：当内存管理表中的该项值为0时，表示该块内存未被占用，当该项值不为0时表示该项对应的内存块已被占用，而其值表示被连续占用的内存块数，例如如果该项值为10，则表示有连续的10块内存被占用。
内存分配：对于内存的分配，内存分配方向为从内存池顶部向底部分配。在内存初始化后内存管理表中的值都为0，表示没有内存被占用。
三、分块式内存管理的内存分配原理
当指针p调用malloc函数分配内存的时候，首先根据需要内存大小判断需要的内存块数目，例如需要m个内存块，然后从n项开始向下查找，如果有连续的m块内存没有被占用（即内存管理表中的值为0），则将这连续的m块内存对应的内存管理表内存设置为m，标志该段内存被占用。再将最后为空内存的那个内存块地址返回给p，完成一次内存的分配！如果遍历这个内存池都没有发现需要的内存大小，内存分配失败。
四、分块式内存管理的内存释放原理
当需要释放内存时，p调用free函数，free函数首先判断p指向的地址所在的内存池，通过内存池找到对应的内存管理表项，取得内存管理表项中的值m，将这连续的m个内存管理表项清0，完成一次内存释放。
五、代码体现
1、内存管理控制器：
//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev
{
void (*init)(u8); //初始化
u8 (*perused)(u8); //内存使用率
u8 *membase[SRAMBANK]; //内存池 管理SRAMBANK个区域的内存
u16 *memmap[SRAMBANK]; //内存管理状态表
u8 memrdy[SRAMBANK]; //内存管理是否就绪
};2、内存管理和相关设置：
//内存池(32字节对齐)
__align(32) u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; //内部SRAM内存池
__align(32) u8 mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X68000000))); //外部SRAM内存池
__align(32) u8 mem3base[MEM3_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X10000000))); //内部CCM内存池
//内存管理表
u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; //内部SRAM内存池MAP
u16 mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X68000000+MEM2_MAX_SIZE))); //外部SRAM内存池MAP
u16 mem3mapbase[MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X10000000+MEM3_MAX_SIZE))); //内部CCM内存池MAP
//内存管理参数
const u32 memtblsize[SRAMBANK]={MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE}; //内存表大小
const u32 memblksize[SRAMBANK]={MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE,MEM3_BLOCK_SIZE}; //内存分块大小
const u32 memsize[SRAMBANK]={MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE,MEM3_MAX_SIZE}; //内存总大小3、内存管理控制器设定：
//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev mallco_dev=
{
my_mem_init, //内存初始化
my_mem_perused, //内存使用率
mem1base,mem2base,mem3base, //内存池
mem1mapbase,mem2mapbase,mem3mapbase, //内存管理状态表
0,0,0, //内存管理未就绪
};4、内存管理的基本函数：
//复制内存
//n:需要复制的内存长度(单位字节)
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n)
{
u8 *xdes=des;
u8 *xsrc=src;
while(n--)*xdes++=*xsrc++;
}
//设置内存
//count:需要设置的内存大小(字节为单位)
void mymemset(void *s,u8 c,u32 count)
{
u8 *xs = s;
while(count--)*xs++=c;
}5、内存初始化；
//内存管理初始化
//memx:所属内存块
void my_mem_init(u8 memx)
{
mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2); //内存状态表数据清零
mymemset(mallco_dev.membase[memx], 0,memsize[memx]); //内存池所有数据清零
mallco_dev.memrdy[memx]=1; //内存管理初始化OK
} 6、内存使用率获取：
//获取内存使用率
//memx:所属内存块
//返回值:使用率(0~100)
u8 my_mem_perused(u8 memx)
{
u32 used=0;
u32 i;
for(i=0;i7、内存分配：
//内存分配(内部调用)
//memx:所属内存块
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
u32 my_mem_malloc(u8 memx,u32 size)
{
signed long offset=0;
u32 nmemb; //需要的内存块数
u32 cmemb=0;//连续空内存块数
u32 i;
if(!mallco_dev.memrdy[memx])mallco_dev.init(memx);//未初始化,先执行初始化
if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配
nmemb=size/memblksize[memx]; //获取需要分配的连续内存块数
if(size%memblksize[memx])nmemb++;
for(offset=memtblsize[memx]-1;offset>=0;offset--)//搜索整个内存控制区
{
if(!mallco_dev.memmap[memx][offset])cmemb++;//连续空内存块数增加
else cmemb=0; //连续内存块清零
if(cmemb==nmemb) //找到了连续nmemb个空内存块
{
for(i=0;i8、内存释放：
//释放内存(内部调用)
//memx:所属内存块
//offset:内存地址偏移
//返回值:0,释放成功;1,释放失败;
u32 my_mem_free(u8 memx,u32 offset)
{
int i;
if(!mallco_dev.memrdy[memx])//未初始化,先执行初始化
{
mallco_dev.init(memx);
return 0xFFFFFFFF;//未初始化
}
if(offset六、总结：
对于学习完内存的分配，感觉对其利用还是有很多问题，需要一点点总结好，多利用；这只是一个基础的用法，对于内存的分配方式还有很多种。
在生活当中慢慢会发现，越是显的高大上的道理越是没有多大的意义，很多真正有意义的道理都是显的那么的简单，如果思想和道理也可以向上抽象的话，我想越是向上抽象，越是最简单不过的道理和理论；把最简单的道理做到了，就可以说是不简单了！