2.4 内存管理

2.4.1 动态内存

概述

动态内存管理模块，提供了一套动态管理系统内存的机制，支持用户动态的申请、释放不定长内存块。

API讲解

编程实例

1、在tos_config.h中，配置动态内存组件开关TOS_CFG_MMHEAP_EN：

#define TOS_CFG_MMHEAP_EN 1u

2、在tos_config.h中，配置动态内存池大小：

#define TOS_CFG_MMHEAP_POOL_SIZE 0x2000

3、编写main.c示例代码：

#include "tos.h"
#include "mcu_init.h"
 
#define STK_SIZE_TASK_DEMO      512
 
k_stack_t stack_task_demo[STK_SIZE_TASK_DEMO];
 
k_task_t task_demo;
 
extern void entry_task_demo(void *arg);
 
void entry_task_demo(void *arg)
{
    void *p = K_NULL, *p_aligned = K_NULL;
    int i = 0;
 
    while (K_TRUE) {
        if (i == 1) {
            p = tos_mmheap_alloc(0x30);
            if (p) {
                printf("alloc: %x\n", (cpu_addr_t)p);
            }
        } else if (i == 2) {
            if (p) {
                printf("free: %x\n", p);
                tos_mmheap_free(p);
            }
        } else if (i == 3) {
            p = tos_mmheap_alloc(0x30);
            if (p) {
                printf("alloc: %x\n", (cpu_addr_t)p);
            }            
        } else if (i == 4) {
            p_aligned = tos_mmheap_aligned_alloc(0x50, 16);
            if (p_aligned) {
                printf("aligned alloc: %x\n", (cpu_addr_t)p_aligned);
                if ((cpu_addr_t)p_aligned % 16 == 0) {
                    printf("%x is 16 aligned\n", (cpu_addr_t)p_aligned);
                } else {
                    printf("should not happen\n");
                }
            }
        } else if (i == 5) {
            p = tos_mmheap_realloc(p, 0x40);
            if (p) {
                printf("realloc: %x\n", (cpu_addr_t)p);
            }
        } else if (i == 6) {
            if (p) {
                tos_mmheap_free(p);
            }
            if (p_aligned) {
                tos_mmheap_free(p_aligned);
            }
        }
 
        tos_task_delay(1000);
        ++i;
    }
}
 
int main(void)
{
    board_init();
    tos_knl_init();
    (void)tos_task_create(&task_demo, "receiver_higher_prio", entry_task_demo, NULL,
                            4, stack_task_demo, STK_SIZE_TASK_DEMO, 0);
    tos_knl_start();
}

运行效果

alloc: 20000c8cfree: 20000c8calloc: 20000c8caligned alloc: 20000cc020000cc0 is 16 alignedrealloc: 20000d14

实例代码

2.4.2 静态内存

概述

静态内存管理模块，提供了一套管理静态内存块的机制，支持用户申请、释放定长的内存块。

API讲解

创建静态内存池接口：

k_err_t tos_mmblk_pool_create(k_mmblk_pool_t *mbp, void *pool_start, size_t blk_num, size_t blk_size);

这里详细讲解此api参数意义：

• mbp

静态内存池句柄。

• pool_start

静态内存池起始地址。

• blk_num

内存池将要划分的内存块个数。

• blk_size

每个内存块的大小。

编程实例

1、在tos_config.h中，配置静态内存组件开关TOS_CFG_MMBLK_EN：

#define TOS_CFG_MMBLK_EN 1u

2、编写main.c示例代码：

#include "tos.h"
#include "mcu_init.h"
 
#define STK_SIZE_TASK_DEMO      512
 
k_stack_t stack_task_demo[STK_SIZE_TASK_DEMO];
 
k_task_t task_demo;
 
#define MMBLK_BLK_NUM       5
#define MMBLK_BLK_SIZE      0x20
 
k_mmblk_pool_t mmblk_pool;
 
// 需要管理的静态内存池
uint8_t mmblk_pool_buffer[MMBLK_BLK_NUM * MMBLK_BLK_SIZE];
 
// 记录从内存池中分配到的地址
void *p[MMBLK_BLK_NUM] = { K_NULL };
 
extern void entry_task_demo(void *arg);
 
void entry_task_demo(void *arg)
{
    void *p_dummy = K_NULL;
    k_err_t err;
    int i = 0;
 
    printf("mmblk_pool has %d blocks, size of each block is 0x%x\n", 5, 0x20);
    // 从内存池中获取所有的block
    for (; i < MMBLK_BLK_NUM; ++i) {
        err = tos_mmblk_alloc(&mmblk_pool, &p[i]);
        if (err == K_ERR_NONE) {
            printf("%d block alloced: 0x%x\n", i, p[i]);
        } else {
            printf("should not happen\n");
        }
    }
 
    // 前文逻辑已经将所有可用block分配完毕，继续分配会返回K_ERR_MMBLK_POOL_EMPTY错误码
    err = tos_mmblk_alloc(&mmblk_pool, &p_dummy);
    if (err == K_ERR_MMBLK_POOL_EMPTY) {
        printf("blocks exhausted, all blocks is alloced\n");
    } else {
        printf("should not happen\n");
    }
 
    // 将前文分配得到的所有block归还到池中
    for (i = 0; i < MMBLK_BLK_NUM; ++i) {
        err = tos_mmblk_free(&mmblk_pool, p[i]);
        if (err != K_ERR_NONE) {
            printf("should not happen\n");
        }
    }
    // 前文的归还动作中已经将所有的block归还到池中，继续规范会返回K_ERR_MMBLK_POOL_FULL错误码
    err = tos_mmblk_free(&mmblk_pool, p[0]);
    if (err == K_ERR_MMBLK_POOL_FULL) {
        printf("pool is full\n");
    } else {
        printf("should not happen\n");
    }
}
 
int main(void)
{
    board_init();
    tos_knl_init();
    // 创建静态内存池
    tos_mmblk_pool_create(&mmblk_pool, mmblk_pool_buffer, MMBLK_BLK_NUM, MMBLK_BLK_SIZE);
    (void)tos_task_create(&task_demo, "receiver_higher_prio", entry_task_demo, NULL,
                            4, stack_task_demo, STK_SIZE_TASK_DEMO, 0);
    tos_knl_start();
}

运行效果

mmblk_pool has 5 blocks, size of each block is 0x200 block alloced: 0x200009741 block alloced: 0x200009942 block alloced: 0x200009b43 block alloced: 0x200009d44 block alloced: 0x200009f4blocks exhausted, all blocks is allocedpool is full

实例代码