这里针对STM32F407芯片+1M外部内存的内存管理!(全篇是个人愚见,如果错误,请不吝指出!)
首先,定义3个内存池,分别是内部SRAM,外表SRAM和CCM;通过指定内存中的绝对地址,后面就可以直接通过数组操纵内存数据了。这里的mem1的大小是112KB,这里用100KB,其余12KB 用作内存管理表;mem2的大小为1M,这里用960K,剩余用作内存管理表;mem3的大小为64KB,且CCM内存只能由CPU访问,这里用60KB,其余4KB用作内存管理表。
1 //内存池(32字节对齐) 2 __align(32) u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; //内部SRAM内存池 3 __align(32) u8 mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X68000000))); //外部SRAM内存池 4 __align(32) u8 mem3base[MEM3_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X10000000))); //内部CCM内存池
虚拟地址映射表的内存部分在下图中:
内存管理表,顾名思义,管理内存的,它们都会占用内存空间,就是上面说到的。
1 //内存管理表 2 u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; //内部SRAM内存池MAP 3 u16 mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X68000000+MEM2_MAX_SIZE))); //外部SRAM内存池MAP 4 u16 mem3mapbase[MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X10000000+MEM3_MAX_SIZE))); //内部CCM内存池MAP
他们的具体大小如下:
1 //mem1内存参数设定.mem1完全处于内部SRAM里面. 2 #define MEM1_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节 3 #define MEM1_MAX_SIZE 100*1024 //最大管理内存 100K 4 #define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE //内存表大小 5 6 //mem2内存参数设定.mem2的内存池处于外部SRAM里面 7 #define MEM2_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节 8 #define MEM2_MAX_SIZE 960 *1024 //最大管理内存960K 9 #define MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE MEM2_MAX_SIZE/MEM2_BLOCK_SIZE //内存表大小 10 11 //mem3内存参数设定.mem3处于CCM,用于管理CCM(特别注意,这部分SRAM,仅CPU可以访问!!) 12 #define MEM3_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节 13 #define MEM3_MAX_SIZE 60 *1024 //最大管理内存60K 14 #define MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE MEM3_MAX_SIZE/MEM3_BLOCK_SIZE //内存表大小
在定义一个结构体:
1 struct _m_mallco_dev 2 { 3 void (*init)(u8); //初始化 4 u8 (*perused)(u8); //内存使用率 5 u8 *membase[SRAMBANK]; //内存池 管理SRAMBANK个区域的内存 6 u16 *memmap[SRAMBANK]; //内存管理状态表 7 u8 memrdy[SRAMBANK]; //内存管理是否就绪 8 };
接着,定义一个结构体变量,就可以操作内存了,如下:
1 struct _m_mallco_dev mallco_dev= 2 { 3 my_mem_init, //内存初始化 4 my_mem_perused, //内存使用率 5 mem1base,mem2base,mem3base, //内存池 6 mem1mapbase,mem2mapbase,mem3mapbase,//内存管理状态表 7 0,0,0, //内存管理未就绪 8 };
申请内存函数---my_mem_malloc
该函数的作用是划出一块内存给开发者,使用的方法是分配内存块,不足内存块大小的,按照一块进行划分,从高地址处开始划分,找到空的连续内存块,就在该内存块管理表中填入连续内存块数,这样该内存就被占用了,并且返回连续内存块的偏移地址;每一次划内存块,都是进行的整个内存块搜索。
1 //内存分配(内部调用) 2 //memx:所属内存块 3 //size:要分配的内存大小(字节) 4 //返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址 5 u32 my_mem_malloc(u8 memx,u32 size) 6 { 7 signed long offset=0; 8 u32 nmemb; //需要的内存块数 9 u32 cmemb=0;//连续空内存块数 10 u32 i; 11 if(!mallco_dev.memrdy[memx])mallco_dev.init(memx);//未初始化,先执行初始化 12 if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配 13 nmemb=size/memblksize[memx]; //获取需要分配的连续内存块数 14 if(size%memblksize[memx])nmemb++; 15 for(offset=memtblsize[memx]-1;offset>=0;offset--)//搜索整个内存控制区 16 { 17 if(!mallco_dev.memmap[memx][offset])cmemb++;//连续空内存块数增加 18 else cmemb=0; //连续内存块清零 19 if(cmemb==nmemb) //找到了连续nmemb个空内存块 20 { 21 for(i=0;i<nmemb;i++) //标注内存块非空 22 { 23 mallco_dev.memmap[memx][offset+i]=nmemb; 24 } 25 return (offset*memblksize[memx]);//返回偏移地址 26 } 27 } 28 return 0XFFFFFFFF;//未找到符合分配条件的内存块 29 }
内存使用率函数---my_mem_perused
该函数较简单,就是查内存管理表,计算剩余空闲内存块的大小,比上总内存块数,就得到了内存使用率。
1 //获取内存使用率 2 //memx:所属内存块 3 //返回值:使用率(0~100) 4 u8 my_mem_perused(u8 memx) 5 { 6 u32 used=0; 7 u32 i; 8 for(i=0;i<memtblsize[memx];i++) 9 { 10 if(mallco_dev.memmap[memx][i])used++; 11 } 12 return (used*100)/(memtblsize[memx]); 13 }
疑问:
关于清零内存空间,CCM和外部SRAM是除了内存管理表外的所以内存,全部清零,但是内部SRAM的112KB的空间是不一样的,u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; 定义的内存池基地址并不是从零开始的,那么100KB的内存会不会溢出?从高地址开始分配内存,分配的到吗?内存分配表的内存地址溢出了吗?--------这些问题暂时没有出现,程序正常运行,暂无定论。
注意:
关于堆栈在内存空间中的地址位置,在.map文件中可以找到,如果内存分配的时候,用到了这部分内存,是会出问题的,这是本内存管理存在的问题,最好是查.map文件后,避开这部分内存地址。