內存管理,是指軟件運行時對計算機內存資源的分配和使用的技術。其最主要的目的是如何高效,快速的分配,并且在適當的時候釋放和回收內存資源。前面我們有介紹過如何使用FSMC外擴SRAM,實現內存容量的擴展。通過擴展后,我們可使用的內存(外擴SRAM容量是1MB,STM32F103ZET6內部SRAM有64KB)就比較多了。
盡管有這么多可使用的內存,但我們還是得使用某種方式來有效管理這些內存,這種方式和我們學習C語言時,使用malloc和free函數來申請內存和內存釋放類似,malloc用于申請內存,free用于釋放內存。本文我們就來介紹一種簡單的內存管理方式:分塊內存管理。該方法的實現原理如圖44.1.1所示:
從上圖我們可以看出,內存管理由內存池和內存管理表兩部分組成,內存池被分成n個內存塊,然后對應內存管理表,內存管理表就是用來標識相應的內存塊是否使用,我們可以對它進行設置。當相應的內存管理表設置為0的時候,表示該內存塊沒有被使用;而當內存管理表設置為非零的時候,表示該內存已被使用,而內存管理表里面的數字表示當前申請內存塊的數量,且申請的內存塊是連續的。
從上圖中我們還可以看出內存分配的方向是從底到頂的分配方向,即首先從最末端開始找空內存。通常當內存管理剛初始化的時候,內存表全部清零,表示沒有任何內存塊被占用。
(1)內存分配原理
當指針p調用malloc申請內存的時候,先判斷p要分配的內存塊數(m),然后從第n項開始,向下查找,直到找到m塊連續的空內存塊(即對應內存管理表項為0),然后將這m個內存管理表項的值都設置為m(標記被占用),最后,把最后的這個空內存塊的地址返回指針p,完成一次分配。注意,如果當內存不夠的時候(找到最后也沒找到連續的m塊空閑內存),則返回NULL給p,表示分配失敗。
(2)內存釋放原理
當p申請的內存用完,需要釋放的時候,調用free函數實現。free函數先判斷p指向的內存地址所對應的內存塊,然后找到對應的內存管理表項目,得到p所占用的內存塊數目m(內存管理表項目的值就是所分配內存塊的數目),將這m個內存管理表項目的值都清零,標記釋放,完成一次內存釋放。關于分塊式內存管理,我們就介紹到這里,想要了解更多內存管理的知識可以百度查找,網上也有很多這樣的介紹。
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