PJLIB内存池

      pjlib的内存池可以像c++的new操作符和c的malloc函数一样动态地分配内存,new操作符和c的malloc存在性能瓶颈和分段问题,因而不是为高性能应用和实时应用程序设计的。相对于传统的new和malloc以及一般的内存池实现,pjlib的内存池好处更多,这是因为它:

 

      --允许分配不同大小的内存块,这一点与别的内存池实现不同。

      --快速简单,O(1)时间复杂度,只有少量的指针算法,且不要求任何互斥加锁。

      --高效,池不需要跟踪每个分配的内存块,因而每次分配内存块都没有额外的负担,但可能要浪费少量(最多PJ_POOL_ALIGNMENT-1)的字节内存用于字节对齐。

      --防止内存泄漏,有垃圾收集功能。事实上并不需要释放从池分配的内存,当池销毁时,之前分配的所有块都会全部释放。

     

      pjlib内存池还为应用程序提供了其他的一些可用性和可伸缩性:

 

      --可以跟踪内存泄漏,每个池都赋有名称,应用程序可以检查到哪个内存池没有释放;

      --从池中分配内存并不设计成线程安全的,我们假设一个更高层的对象会拥有一个池,它会管理池的线程安全性,这样可以得到更快的池操作并防止不需要的锁操作;

      --缺省行为,如c++的new一样,在内存分配失败时,会抛出一个PJ_NO_MEMORY_EXCEPTION异常,这样可以在上层处理异常而不是每次检查pj_pool_alloc函数调用的返回值。如果应用程序不喜欢这么做,可以通过给池工厂提供不同的池策略来从全局上改变缺省行为。

      --可以使用任意的后端分配器(allocator)和析构器(deallocator)来分配内存,缺省的策略是使用malloc()和free()函数,但应用程序可以使用不同的策略,比如可以从一个全局静态的内存区域分配内存块。

 

      使用pjlib内存池的一些注意事项:

 

      --在创建内存池的时候,pjlib要求应用程序指定初始大小,一旦池创建完成,pjlib从系统分配初始大小的内存。应用程序的设计者必须慎重地选择初始大小,因为太大会导致系统内存的浪费。而且池是可以增长的,应用程序的设计者可以在创建池的时候,指定按照什么尺寸来增长池大小。

     --无论如何,池是不能缩小的!因为没有函数deallocate内存块,所以内存池也没有办法把不使用的内存释放归还系统。应用程序设计者必须清楚,如果从生命期无限的内存池中持续不断地分配内存,会导致应用程序的内存占用随时间而不断增长。

<think>我们正在讨论在单片机上移植PJSIP库。PJSIP是一个开源的SIP协议栈,通常用于嵌入式系统和VoIP应用。但是,单片机资源有限,移植时需要特别注意配置和裁剪。 参考引用[1]中提到了在NUC972(ARM9平台)上移植PJSIP的配置命令,我们可以借鉴其配置选项,但需要根据单片机平台进行调整。 步骤: 1. **选择交叉编译工具链**:根据单片机架构(如ARM Cortex-M,需要确认具体型号)选择合适的交叉编译工具链。例如,如果使用ARM Cortex-M4,可能需要`arm-none-eabi-gcc`。 2. **配置PJSIP**:使用`configure`脚本进行配置,指定目标平台、编译器、编译选项等。需要特别注意以下几点: - 指定`--host`参数为交叉编译器的前缀(如`arm-none-eabi`)。 - 指定安装目录(`--prefix`)。 - 添加必要的CFLAGS和LDFLAGS,包括头文件路径和库文件路径(如单片机系统库、newlib库等)。 - 由于单片机资源有限,需要禁用不必要的模块,例如视频、SSL/TLS(除非必须)、声音设备(可能需要使用自定义音频设备)等。 示例配置命令(基于引用[1]修改): ```bash ./configure --host=arm-none-eabi \ --prefix=/path/to/install \ CFLAGS="-I/path/to/sysroot/include -Os -mthumb -mcpu=cortex-m4" \ LDFLAGS="-L/path/to/sysroot/lib" \ --disable-libwebrtc \ --disable-video \ --disable-ssl \ --disable-sound \ --disable-resample ``` 注意:这里使用了`-Os`优化以减少代码大小,并指定了CPU架构。同时禁用了视频、SSL、声音等模块。 3. **修改配置文件**:可能需要手动修改`config_site.h`文件(在`pjlib/include/pj`目录下),进一步裁剪和配置。例如: ```c #define PJ_CONFIG_MINIMAL_SIZE 1 #define PJ_OS_HAS_CHECK_STACK 0 #define PJ_HAS_SSL_SOCK 0 #define PJ_HAS_IPV6 0 // 根据需求调整内存池大小 #define PJ_POOL_SIZE 2000 ``` 4. **编译和安装**:运行`make dep`和`make`进行编译,然后`make install`安装到指定目录。 5. **编写应用代码**:参考PJSIP示例,编写SIP用户代理代码。注意,单片机可能没有操作系统,需要运行在裸机环境或RTOS上。因此,需要实现PJSIP所需的系统依赖(如时钟、定时器、网络接口等)。PJSIP提供了适配层(PJSUA API),但底层需要实现PJ_OS和PJ_IOQUEUE等接口。 6. **网络接口**:单片机通常需要连接网络(如通过以太网或WiFi模块),需要实现PJSIP所需的socket操作。如果使用RTOS(如FreeRTOS),可以使用其socket API,或者使用PJSIP提供的lwip适配层(如果使用lwIP协议栈)。 7. **音频接口**:VoIP需要音频输入输出,单片机通常没有标准音频设备,需要对接ADC/DAC或I2S接口。可能需要实现PJMEDIA的声音设备接口(`pjmedia_aud_dev`)。 注意事项: - 单片机内存有限,务必严格控制内存使用。可以通过调整PJ_POOL_SIZE等参数,并减少同时处理的通话数(如只支持单路通话)。 - 实时性要求高,需要确保网络和音频处理的实时性,可能需要在中断或高优先级任务中处理网络和音频数据。 - 可能需要使用轻量级RTOS(如FreeRTOS)来管理任务和资源。 相关问题: 1. 如何为PJSIP实现自定义的声音设备接口? 2. 在无操作系统的单片机上如何实现PJSIP所需的系统功能(如时钟、线程)? 3. PJSIP在单片机上的内存占用如何优化?</think>### 在单片机上移植和配置PJSIP库的步骤 #### 1. **环境准备** - **交叉编译工具链**:根据单片机架构(如ARM Cortex-M)安装对应的交叉编译器(如`arm-none-eabi-gcc`) - **PJSIP源码**:从官网下载最新源码([pjsip.org](https://www.pjsip.org)) - **依赖库**:确保单片机支持标准C库(如newlib)和网络协议栈(如lwIP) #### 2. **配置裁剪(关键步骤)** 参考[^1]的配置思路,根据单片机资源限制进行裁剪: ```bash ./configure \ --host=arm-none-eabi \ # 指定交叉编译器 --disable-libwebrtc \ # 禁用视频功能 --disable-ssl \ # 禁用SSL/TLS --disable-sound \ # 禁用默认音频设备 --disable-resample \ # 禁用音频重采样 CFLAGS="-Os -mthumb -mcpu=cortex-m4" \ # 优化代码大小和性能 LDFLAGS="-specs=nano.specs" # 使用精简版C库 ``` #### 3. **内存优化配置** 在`pjlib/include/pj/config_site.h`中添加: ```c #define PJ_OS_HAS_CHECK_STACK 0 // 禁用栈检查 #define PJ_POOL_SIZE 1024 // 调整内存池大小 #define PJ_MAX_HOSTNAME 32 // 缩短主机名长度 ``` #### 4. **实现硬件适配层** - **时钟源**:实现`pj_get_timestamp()`函数,使用硬件定时器 - **网络驱动**:对接单片机网络接口(如以太网MAC或WiFi模块) - **音频接口**:实现`pjmedia_aud_dev`自定义驱动,连接ADC/DAC #### 5. **编译与烧录** ```bash make dep && make -j4 # 编译 arm-none-eabi-objcopy -O binary \ # 生成二进制文件 pjsip-app.elf pjsip-app.bin ``` #### 6. **测试验证** - 使用UDP回环测试基本网络功能 - 通过AT命令或串口调试发起SIP注册测试 - 监控内存使用(确保<50KB RAM) > **注意事项**: > 1. 优先使用UDP而非TCP以节省资源 > 2. 关闭DNS查询(直接使用IP地址) > 3. 将音频采样率降至8kHz/16bit > 4. 使用静态配置替代动态发现(如STUN服务器地址) [^1]: 在NUC972上移植pjsip库的配置示例,展示了交叉编译和裁剪思路 --- ### 相关问题 1. **如何优化PJSIP在单片机上的内存占用?** - 可通过调整内存池大小、禁用高耗能模块(视频/TLS)、使用静态分配替代动态内存 2. **单片机移植PJSIP需要哪些最小硬件资源?** - 建议Cortex-M4以上(>100MHz),≥128KB Flash,≥64KB RAM,支持以太网或WiFi 3. **如何实现单片机上的SIP语音通话?** - 需对接音频编解码器(如G.711)、实现RTP包处理,并优化音频缓冲机制 4. **无操作系统的单片机如何运行PJSIP?** - 需实现基本任务调度(如状态机轮询),使用中断驱动网络和音频处理
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