freertos源碼解析-2內存管理

內存管理

• freertos支持動態分配內存和靜態分配內存
• Freertos的內存分配是在portable層中實現，與內核實現分開。目錄：Source/Portable/MemMang
  

靜態內存管理

特點

1. 對象可以分配在特定的內存地址處；
2. 最大內存佔用可以在鏈接時確定，而不是運行時；
3. 用戶不需要關心內存分配失敗的處理方式；
4. 允許在不使用動態內存分配的地方使用RTOS。

定義宏 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION = 1 使用靜態內存分配。既可以使用以下函數，裏面使用的內存分配是靜態內存分配方式。

動態內存管理

大多數使用freertos的場合，還是使用的動態內存分配。freertos提供了五種動態內存分配方法。如第一張圖所示。
動態分配RTOS對象的特點：

1. 最大可能減少系統使用的最大RAM；
2. 當創建object時需要更少的函數參數；
3. 內存再RTOS的API函數函數中自動分配；
4. 應用程序不需要關心內存分配本身；
5. RTOS內存分配API函數，會返回heap的使用信息，使得用戶可以優化heap的使用；
6. 內存分配的方法有多種方式，可以適應於不同的應用場合。

內核對象內存分配，分配的內存來自：special freertos heap。即ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ]也就是說，freertos運行起來後，裏面動態分配的內存都是在ucheap中分配。棧也是從ucheap分配的 。

五種動態內存分配方法

• Heap1：適用於一旦創建好，就不需要刪除的應用。（區別於靜態分配)（自從freertos支持靜態內存分配後，heap1分配方法很少被使用）
• Heap2：分配內存採用best fit算法；內存可以釋放，但是不會被合併。
• Heap3：封裝C標準的malloc函數和free函數，實現線程安全。使用條件：需要linker建立堆，編譯器庫實現malloc和free；不是確定性的；會增加RTOS內核的體積。
• Heap4：分配內存採用first fit策略（即選擇第一個滿足分配要求的內存塊），釋放內存後，相鄰內存會被合併。所有內存塊被按照地址從低到高保存在鏈表中，相鄰內存塊如果地址連續，則可以合併。
• Heap5：分配和釋放策略類似於heap4。heap5同時允許使用多個非連續的內存區塊作爲系統的內存。
  使用vPortDefineHeapRegions()函數初始化；創建任何對象都會調用pvPortMalloc(0函數，在此之前必須調用vPortDefineHeapRegions()函數初始化初始化。vPortDefineHeapRegions()函數參數是一個HeapRegion結構體的數組，

const HeapRegion_t xHeapRegions[] =
{
    { ( uint8_t * ) 0x80000000UL, 0x10000 },
    { ( uint8_t * ) 0x90000000UL, 0xa0000 },
    { NULL, 0 } /* Terminates the array. */
};//各地址片段必須按順序放置在數組中

The xPortGetFreeHeapSize()可以返回剩餘的heap空間大小；但是不能提供碎片信息。

公衆號：嵌入式軟件和硬件