FreeRTOS——内存管理知识总结及实战
1 freeRTOS动态创建与静态创建
动态创建：从FreeRTOS 管理的内存堆中申请创建对象所需的内存，在对象删除后，
这块内存释放回FreeRTOS管理的内存堆中
静态创建：需用户提供各种内存空间，并且使用静态方式占用的内存空间一般固定下来了，即使任务、队列等被删除后，这些被占用的内存空间一般没有其他用途
2 FreeRTOS内存管理算法
常用算法 heap_4
3 4种算法详解
3.1 heap_1
/* 定义一个大数组作为 FreeRTOS 管理的内存堆 */
static uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ];
3.2 heap_2
heap_2 内存管理算法使用最适应算法，并且支持释放内存,但不能将相邻的空闲内存块合并成一个大的空闲内存块。
3.3 heap_4
使用了首次适应算法，也支持内存的申请与释放，并且能够将空闲且相邻的内存进行合并，从而减少内存碎片的现象。
3.4 heap_5
1）heap_5 内存管理算法是在 heap_4 内存管理算法的基础上实现的，但是 heap_5 内存管理算法在 heap_4 内存管理算法的基础上实现了管理多个非连续内存区域的能力
2）heap_5 内存管理算法默认并没有定义内存堆 ， 需要用户手动指定内存区域的信息，对其进行初始化。
typedef struct HeapRegion{
uint8_t * pucStartAddress; /* 内存区域的起始地址 */
size_t xSizeInBytes; /* 内存区域的大小，单位：字节 */
} HeapRegion_t;
Const HeapRegion_t xHeapRegions[] ={
{ (uint8_t *)0x80000000, 0x10000 }, /* 内存区域 1 */
{ (uint8_t *)0x90000000, 0xA0000 }, /* 内存区域 2 */
{ NULL, 0 } /* 数组终止标志*/
};
vPortDefineHeapRegions(xHeapRegions);
适用场景：在嵌入式系统中，那些内存的地址并不连续的场景。
4 FreeRTOS内存管理相关API函数
1）申请内存
void * pvPortMalloc( size_t xWantedSize );
形参：
xWantedSize：申请的内存大小，以字节为单位
返回值：
其他指针 成功
NULL 申请内存失败
2）释放内存
void vPortFree( void * pv );
形参：
pv： 指针指向一个要释放内存的内存块
3）获取当前空闲内存大小
size_t xPortGetFreeHeapSize( void )
返回值：
size_t 返回当前剩余的空闲内存大小
4 FreeRTOS内存管理实战
#include "freertos_demo.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*/
/* START_TASK 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define START_TASK_PRIO 1 /* 任务优先级 */
#define START_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t StartTask_Handler; /* 任务句柄 */
void start_task(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* TASK1 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK1_PRIO 2 /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task1Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/******************************************************************************************************/
/**
* @brief FreeRTOS例程入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void freertos_demo(void)
{
xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, /* 任务函数 */
(const char* )"start_task", /* 任务名称 */
(uint16_t )START_STK_SIZE, /* 任务堆栈大小 */
(void* )NULL, /* 传入给任务函数的参数 */
(UBaseType_t )START_TASK_PRIO, /* 任务优先级 */
(TaskHandle_t* )&StartTask_Handler); /* 任务句柄 */
vTaskStartScheduler();
}
/**
* @brief start_task
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void start_task(void *pvParameters)
{
taskENTER_CRITICAL(); /* 进入临界区 */
/* 创建任务1 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,
(const char* )"task1",
(uint16_t )TASK1_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK1_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task1Task_Handler);
vTaskDelete(StartTask_Handler); /* 删除开始任务 */
taskEXIT_CRITICAL(); /* 退出临界区 */
}
/**
* @brief task1
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task1(void *pvParameters)
{
uint8_t key = 0,t = 0;
uint8_t * buf =NULL;
while (1)
{
key = key_scan(0);
//申请内存
if(key == KEY0_PRES)
{
buf = pvPortMalloc(30);
if(buf != NULL)
{
printf("内存申请成功\r\n");
}else
{
printf("内存申请失败\r\n");
}
}
//释放内存
else if(key == KEY1_PRES)
{
if(buf != NULL)
{
vPortFree(buf);
printf("内存释放成功\r\n");
}
}
//获取空闲内存大小
if(t++ >50)
{
t=0;
printf("剩余空闲内存大小：%d\r\n",xPortGetFreeHeapSize());
}
vTaskDelay(10);
}
}