10、嵌入式系统内存管理全解析

嵌入式系统内存管理全解析

1. 栈使用情况检查

在运行时，我们可以定期检查当前栈的使用情况，例如在主循环中进行检查。通过检测被标记有特定模式的区域，我们能够了解到哪些区域尚未被执行栈使用过，进而明确当前栈的可用空间。

这种机制的作用在于验证应用程序运行所需的栈空间大小。根据设计，我们可以利用这些信息为栈使用的内存段设定一个安全的下限，避免栈溢出的风险。

2. 堆管理概述

2.1 动态内存分配的取舍

在安全关键的嵌入式系统设计中，常常会选择不实现动态内存分配。虽然这看起来有些极端，但它能最大程度减少应用程序代码中常见编程错误的影响，因为这些错误可能会给运行系统带来灾难性后果。

然而，动态内存分配也是一种强大的工具，它能让我们完全掌控内存块的生命周期和大小。许多为嵌入式设备设计的第三方库都依赖于动态内存分配的实现。

2.2 动态内存管理机制

动态内存通过内存中的堆结构进行管理。具体来说，需要跟踪每次分配的状态和大小，在处理新的分配请求时，递增指向下一个空闲内存区域的指针，并在有可用的已释放块时进行复用。

堆分配的标准编程接口通常包含两个基本函数：

void* malloc(size_t size);
void free(void* ptr);

这两个函数的签名借鉴了操作系统中的 POSIX API，分别用于请求指定大小的新内存区域和释放之前分配的内存区域。更完善的堆管理还支持 realloc 函数，它可以调整之前分配