基于STM32原子战舰板内存管理源码
加入技术交流群
*/
//复制内存，作用是将源地址的内容复制到目标地址
//*des:目的地址
//*src:源地址
//n:需要复制的内存长度(字节为单位)
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n)
{ //“void *des”无类型指针，不能指向具体的数据，“void *des”无类型指针指向内存中的数据类型由用户自己确定
u8 *xdes=des;//目标地址，“*xdes”转换成u8类型，也可以理解为把目的地地址des存储到xdes指针中
u8 *xsrc=src;
while(n--)*xdes++=*xsrc++;
}
//设置内存
//*s:内存首地址
//c :要设置的值
//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;
} //以*s为内存首地址的count个字节中，填充c，即把c写入到*s为首地址的内存中，个数多少由count值决定
//内存管理初始化
//memx:所属内存块，要么SRAMEX==1（外部内存）；要么SRAMIN（内部内存）==0
/*
const u32 memtblsize[2]={MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE};//内存管理表大小
const u32 memblksize[2]={MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE}; //内存分块大小
const u32 memsize[2]={MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE}; //内存总大小
*/
void mem_init(u8 memx) //如“mem_init(SRAMIN);”表示内部内存块
{ //memmap，是16位的，mymemset，设置是针对8位的，那么1个16位的数据是不是2个8位组成的啊？！
mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2);//内存状态表数据清零
//把u8类型的数据“0”填充到u16类型指针元素memmap[0]中（根据结构体定义“u16 *memmap[2]; ”），memmap[0]=mem1mapbase==1250，
//也就是说“mallco_dev.memmap[memx]”在这里表示1250个内部内存块用以存储u16类型指针，
//“memtblsize[memx]”是什么呢？memtblsize[memx]即memtblsize[0]==1250个内部内存管理表,
//而mallco_dev.memmap[memx]是16位的，为了将其全部清零，所以乘以2.
mymemset(mallco_dev.membase[memx], 0,memsize[memx]); //内存池所有数据清零
//memsize[0]==40K字节空间， mallco_dev.membase[memx]==40K字节空间，
mallco_dev.memrdy[memx]=1; //内存管理初始化OK
}
/*
*/
//获取内存使用率
//memx:所属内存块，要么SRAMEX==1（外部内存）；要么SRAMIN（内部内存）==0
//返回值:使用率(0~100)
u8 mem_perused(u8 memx)
{
u32 used=0;
u32 i;
for(i=0;i {
if(mallco_dev.memmap[memx][i])used++;
} //mallco_dev.memmap[memx][i]是二维数组。当内存块初始化后该值为0，
return (used*100)/(memtblsize[memx]); //used*100，乘以100是将小数变成整数
}
//内存分配(内部调用)
//memx:所属内存块
//size:要分配的内存大小(字节数)
//返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
//向memx存储器申请size个字节的连续存储空间，并将size个字节中首个字节的地址偏移值标注出来，注意是地址偏移值而不是地址。
u32 mem_malloc(u8 memx,u32 size)
{
signed long offset=0;
u16 nmemb; //需要的内存块数
u16 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
/*
“mallco_dev.init(memx);”是什么意思？mallco_dev.init(memx)是结构体变量mallco_dev的一个成员，本句中就是对结构体成员的引用，即执行
mem_init(u8 memx)函数的意思；如何引用结构体中指向函数的指针变量成员？既然是指向函数的指针变量且有赋值，在引用时按照格式：
结构体变量名.指向函数的指针变量名（形参）；
*/
if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配 memblksize[memx]==32
nmemb=size/memblksize[memx]; //获取需要分配的连续内存块数
/*
c语言规定：除法的运算结果与运算对象的数据类型有关，两个数都是int则商（即结果）是int，若商（即结果）有小数则省略掉小数点部分。本例中
size和memblksize[memx]都是int，所以结果只能是int。假设size<32,则nmemb==0；
c语言规定取余运算的运算对象必须是int。当小数对大数取余时余（即结果）是小数本身；例如，在“if(size%memblksize[memx])nmemb++；”中 ，
假设size<32，则size%memblksize[memx]的结果是size值本身，所以执行“nmemb++;”运算，这时运算结果是nmemb==1；如果size是32的整数倍则不执行
“nmemb++;”运算；
memtblsize[0]==1250，memtblsize[1]==6250，
mallco_dev.memmap[memx][offset]是什么意思？
*/
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，offset从1249->0变化
/*
如，{ memmap[0][149],memmap[0][148],...memmap[0][1],memmap[0][0]};实际上可以把“mallco_dev.memmap[memx][offset]”视为具有1250个变量的
一维数组，每个元素对应的实际意义是对应的一个内存块，顺序是offset从1249（高）->0（低）变化；如果哪个变量等于0（即空闲）就执行
“cmemb++;”操作，这样就可以计算出连续空闲内存块数cmemb；切记！目的是要获取连续的空闲的内存块数！这样就必须结合下一句
“else cmemb=0;”来分析；如果没有出现连续的空闲内存块（即数组顺序相连的变量值没有出现类似“0，0，0，0，0”这样的情况），程序会执行下一语
句“else cmemb=0;”即把上面的“cmemb”统计值清零，这样程序就会在for循环里面继续寻找符合“if(cmemb==nmemb)”条件的状态出现，
如果for循环执行完了还没有出现符合“if(cmemb==nmemb)”条件的状态，则返回0XFFFFFFFF结束本函数表示没有找到符合条件的内存块。假
设：size=65，那么nmemb就是3即需要获取连续3个内存块来存放65个字节，再假设数组顺序相连的变量值出现了类似“0，0，0，0，0”这样的情况（即有
连续4个空闲的内存块），这时就出现了符合“if(cmemb==nmemb)”条件的状态，即当cmemb计数计到3的时候（即出现了连续相连的3个内存块）就
符合“cmemb==nmemb”了，程序就自然进入“if(cmemb==nmemb)”语句。
offset*memblksize[memx]代表什么呢？offset的取值范围是0-1249，memblksize[memx]代表每个内存块的字节数即32，offset*memblksize[memx]就
是返回偏移地址值；也就是把连续空闲的内存块对应的地址的首地址值标注出来。
*/
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;i {
mallco_dev.memmap[memx][offset+i]=nmemb;
}
return (offset*memblksize[memx]);//返回偏移地址
}
}
return 0XFFFFFFFF;//未找到符合分配条件的内存块
}
//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;
u8 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); //本句等价于“mem_init(memx);”
return 1;//未初始化
}
if(offset {
int index=offset/memblksize[memx]; //偏移所在内存块号码 memblksize[memx]==32，
int nmemb=mallco_dev.memmap[memx][index]; //内存块数量
for(i=0;i {
mallco_dev.memmap[memx][index+i]=0;
}
return 0;
}else return 2;//偏移超区了.
}
//释放内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//ptr:内存首地址
void myfree(u8 memx,void *ptr)
{
u32 offset;
if(ptr==NULL)return;//地址为0.
offset=(u32)ptr-(u32)mallco_dev.membase[memx];
mem_free(memx,offset);//释放内存
}
//分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//size:内存大小(字节)
//返回值:分配到的内存首地址.
//在memx存储器中，找出size个字节的连续空闲的内存空间，并将连续空闲的内存空间指针值标注出来；返回值就是这个指针值
/*
mallco_dev.membase[memx]即mallco_dev.membase[0]代表MCU内部存储器的40K字节中的第一个字节变量的地址，是u8类型指针变量，也就是说一个字节占用一个地址；换句话说，把内部存储器的40K字节的地址定义为一个“u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]”数组，指针类型数组“u8 *membase[2];”的赋值是{mem1base,mem2base},而“mem1base,mem2base”分别是内部内存池和外部内存池的数组名，各自首元素的地址亦是个指针常量；因为事先已经定义
“u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]”即“u8 mem1base[40K];”。如何理解“(void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset); ”呢？
1），已经说过mallco_dev.membase[memx]是首个变量的地址即40k字节中首个字节的地址值；
2），“offset”是：向memx存储器申请size个字节的连续空闲存储空间，这个找到的连续空闲空间当中首个字节的地址偏移值就是offset，offset==32（将32个字节空间组成一个内存块）*内存块号（如，假设向内部存储器申请64个字节的连续空闲存储空间，通过“mem_malloc(memx,size); ”函数得到在第五个存储块开始有连续2个存储快空闲可供使用（假设是5号和4号存储快），因为每个存储快有32个字节即有32个地址编号，4*32==128（这里的4是指第四块），5*32==160（这里的5是指第五块），那么这个160就是40K个字节编号当中的地址偏移值offset，即128-192号就是第四块和第五块内存块所对应的指针编号）；注意offset是地址偏移值而不是地址；为什么要引入地址偏移值这个概念呢？假设第一个字节的地址值是0x0000 6800，那么就知道（0x0000 6800+160）的值就是第五块内存的指针。
3），“(u32)mallco_dev.membase[memx]”代表指针类型数组，意义是内部存储器40K字节中的第一个字节变量的地址，原来存放的是u8类型数据的地址，现在强制类型转换扩展为u32类型；
4），(void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset); 转换为无类型指针，指针值是32位，由此可知，“void *mymalloc(u8 memx,u32 size)”函数的返回值就是一个指针，即形参size所指向的由高向低的首个指针值；“void *mymalloc(u8 memx,u32 size)”是个指针类型函数，只能赋给指针。
*/
void *mymalloc(u8 memx,u32 size) //p=mymalloc(sramx,2048)
{
u32 offset;
offset=mem_malloc(memx,size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else return (void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset);
}
//重新分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//*ptr:旧内存首地址
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:新分配到的内存首地址.
void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size)
{
u32 offset;
offset=mem_malloc(memx,size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else
{
mymemcpy((void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset),ptr,size); //拷贝旧内存内容到新内存
// 把size个字节指针ptr复制到“（(u32)mallco_dev.membase[memx]+offset)”,
myfree(memx,ptr); //释放旧内存，因为在mem_malloc(memx,size)中已经将连续空闲内存块标注为1（已被占用），清除掉原来的标记
return (void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset); //返回新内存首地址，无类型指针
}
}
头文件：
#ifndef __MALLOC_H
#define __MALLOC_H
typedef unsigned long u32;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned char u8;
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif
#define SRAMIN 0 //内部内存池
#define SRAMEX 1 //外部内存池
//mem1内存参数设定.mem1完全处于内部SRAM里面
#define MEM1_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MEM1_MAX_SIZE 40*1024 //最大管理内存 40K
#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE //内存表大小
//mem2内存参数设定.mem2的内存池处于外部SRAM里面,其他的处于内部SRAM里面
#define MEM2_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MEM2_MAX_SIZE 200*1024 //最大管理内存200K
评论