9.FreeRTOS内存管理简易分析

FreeRTOS Heap简易分析

• 架构：Cortex-M3
• 版本：FreeRTOS V9.0.0

• 前言：队列、任务、信号量等都是需要内存来保存的，FreeRTOS提供了五种分配内存的方式。

1.Heap1.c

直接找到heap1.c来分析

可以看到，代码并不多，至少能说明heap1的分配内存方式应该是很简单的。

从代码中可以看出，heap1只有分配，没有释放。

那么我们具体看分配函数pvPortMalloc：

void *pvPortMalloc( size_t xWantedSize )
{
void *pvReturn = NULL;
static uint8_t *pucAlignedHeap = NULL;

	/* Ensure that blocks are always aligned to the required number of bytes. */
	#if( portBYTE_ALIGNMENT != 1 )
	{
		if( xWantedSize & portBYTE_ALIGNMENT_MASK )
		{
			/* Byte alignment required. */
			xWantedSize += ( portBYTE_ALIGNMENT - ( xWantedSize & portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) );
		}
	}
	#endif

	vTaskSuspendAll();
	{
		if( pucAlignedHeap == NULL )
		{
			/* Ensure the heap starts on a correctly aligned boundary. */
			pucAlignedHeap = ( uint8_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) &ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT ] ) & ( ~( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) ) );
		}

		/* Check there is enough room left for the allocation. */
		if( ( ( xNextFreeByte + xWantedSize ) < configADJUSTED_HEAP_SIZE ) &&
			( ( xNextFreeByte + xWantedSize ) > xNextFreeByte )	)/* Check for overflow. */
		{
			/* Return the next free byte then increment the index past this
			block. */
			pvReturn = pucAlignedHeap + xNextFreeByte;
			xNextFreeByte += xWantedSize;
		}

		traceMALLOC( pvReturn, xWantedSize );
	}
	( void ) xTaskResumeAll();

	#if( configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK == 1 )
	{
		if( pvReturn == NULL )
		{
			extern void vApplicationMallocFailedHook( void );
			vApplicationMallocFailedHook();
		}
	}
	#endif

	return pvReturn;
}

​ 首先是字节对齐，根据不同硬件，字节对齐的长度不同。Cortex-M3是以8字节对齐的时候访问内存是更快的。heap1处理字节对齐是 &0x07，然后加上portBYTE_ALIGNMENT - xWantedSize & portBYTE_ALIGNMENT_MASK 这个值，就可以做到字节对齐了。

​ 如果是第一次分配的话，会先检查ucHeap是否处于字节对齐的位置，计算出对齐的位置后赋值给pucAlignedHeap，那么以后分配内存的时候都是以pucAlignedHeap的位置来开始分配。

​ 分配内存时，会检查当前内存够不够分、有没有出现溢出的问题。xNextFreeByte是个全局变量，表示当前这个堆已经分配的大小，每次都会加上分配的内存大小，通过这个值，至少能得出当前用了多少RAM和还剩多少WRAM可用

​ heap1初始化图解：

​

2.heap2.c

heap2比heap复杂一下，重点在于分配和释放时，是以一种机制来操作的。

2.1申请内存

首先看prvHeapInit

static void prvHeapInit( void )
{
BlockLink_t *pxFirstFreeBlock;
uint8_t *pucAlignedHeap;

	/* Ensure the heap starts on a correctly aligned boundary. */
	pucAlignedHeap = ( uint8_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) &ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT ] ) &