Tiniux 3.0 / Memory.c / OSMemInit

最新推荐文章于 2024-03-27 14:57:01 发布

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本文详细解析了Tiniux3.0操作系统中的内存管理机制，重点介绍了OSMemInit函数的工作原理，包括堆初始化、内存块记录结构tOSMem_t的使用，以及系统内存分布情况。通过本文，读者可以深入理解Tiniux如何管理和分配内存。

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-- 时间：2018-11-04
-- 创建人：Ruo_Xiao
-- 邮箱：xclsoftware@163.com
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一、前言

1、本博文是我自己的理解，在没有把握的地方我会特别注明。本人菜鸟一枚，真诚地期待大神地指教！

2、Tiniux 3.0下载地址。

3、建议使用Source Inlight看源码，效率更高！

4、为了避免篇幅过长，博文源码中使用的一些数据类型就不多解释了，本文只针对终点区域做详解。

5、根据Memory.h头文件可知，函数一共5个，如下：

uOSBase_t  OSMemInit(void);
void *OSMemMalloc(uOSMemSize_t size);
void *OSMemCalloc(uOSMemSize_t count, uOSMemSize_t size);

void *OSMemTrim(void *pMem, uOSMemSize_t size);
void  OSMemFree(void *pMem);

二、OSMemInit

1、源码

/***************************************************************************** 
Function    : OSMemInit 
Description : Zero the heap and initialize start, end and lowest-free pointer.
Input       : None
Output      : None 
Return      : None 
*****************************************************************************/
uOSBase_t OSMemInit(void)
{
    tOSMem_t *ptOSMemTemp = OS_NULL;

    // align the heap 
    gpOSMemBegin = (uOS8_t *)OSMEM_ALIGN_ADDR(OSRAM_HEAP_POINTER);

    /* Initialize the stack tiniux used. */
    memset(gpOSMemBegin, 0U, OSMEM_SIZE_ALIGNED);

    // initialize the start of the heap 
    ptOSMemTemp = (tOSMem_t *)(void *)gpOSMemBegin;
    ptOSMemTemp->NextMem = OSMEM_SIZE_ALIGNED;
    ptOSMemTemp->PrevMem = 0;
    ptOSMemTemp->Used = 0;
    
    // initialize the end of the heap 
    gpOSMemEnd = (tOSMem_t *)(void *)&gpOSMemBegin[OSMEM_SIZE_ALIGNED];
    gpOSMemEnd->Used = 1;
    gpOSMemEnd->NextMem = OSMEM_SIZE_ALIGNED;
    gpOSMemEnd->PrevMem = OSMEM_SIZE_ALIGNED;

    // initialize the lowest-free pointer to the start of the heap 
    gpOSMemLFree = (tOSMem_t *)(void *)gpOSMemBegin;
    
    return 0U;
}

2、该函数的目的：

（1）将申请的堆初始化为0；

（2）设置指向堆开始位置的tOSMem_t结构体；

（3）设置指向堆结束位置和指向最低位置的已经释放内存的首地址的tOSMem_t结构体。

3、系统内存分布

gpOSMemEnd - gpOSMemBegin = OSMEM_SIZE_ALIGNED

4、tOSMem_t

typedef struct _tOSMem 
{
  uOSMemSize_t NextMem;   
  uOSMemSize_t PrevMem;    
  uOS8_t Used;     
}tOSMem_t;

（1）作用：用于记录堆中已分配的和未分配的内存块在系统内存中的位置（首地址）。

（2）NextMem：堆中，下一个tOSMem_t的首地址。

（3）PrevMem：堆中，上一个tOSMem_t的首地址。

（4）Used：指明其后面的内存块是否被分配，0则为分配，非0则已分配。

（5）注意：tOSMem_t中的元素指明的地址是堆中的地址，gpOSMemBegin、gpOSMemEnd 和 gpOSMemLFree首地址都是系统内存中的地址。

5、在系统内存中申请堆

gpOSMemBegin = (uOS8_t *)OSMEM_ALIGN_ADDR(OSRAM_HEAP_POINTER);

（1）OSMEM_ALIGN_ADDR，地址对齐操作。

（2）OSRAM_HEAP_POINTER，堆数组的首地址。

#define OSMEM_SIZE_ALIGNED        OSMEM_ALIGN_SIZE(512)
uOS8_t OSRamHeap[OSMEM_SIZE_ALIGNED + (2U*SIZEOF_OSMEM_ALIGNED) + OSMEM_ALIGNMENT];
#define OSRAM_HEAP_POINTER OSRamHeap

A、上述代码的作用是申请512个字节的堆，但是为了在堆中包含两个tOSMem_t（gpOSMemEnd 和 gpOSMemLFree）同时为了数据对齐，则加上了(2U*SIZEOF_OSMEM_ALIGNED) + OSMEM_ALIGNMENT。

B、特别声明：该数组类型为unsigned char，故1个字节即为1个元素，两个tOSMem_t首地址之间的差值就是二者在gpOSMemBegin数组中位置之间的差值。

6、对于刚刚分配好的堆，实际上就2个内存块，一个是ptOSMemTemp信息块和其对应的内存块，另一个是gpOSMemEnd信息块，如下图所示：