ucos II 内核学习之七：内存管理

 Ucos II 内存管理
     在mcu21的项目里，暂时还没用到内存管理。不过还是有必要学习一下的。
    为了消除内存碎片，ucos II 把连续的大块内存按分区来管理。每个分区中包含有整数个大小相同的内存块。

    类似每个任务对应一个任务控制块，每个事件对应一个事件控制块，ucos II里每个内存块也是对应一个内存控制块。内存控制块是一个数据结构，定义如下：

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1. typedef struct {  
2.     void   *OSMemAddr;  
3.     void   *OSMemFreeList;  
4.     INT32U  OSMemBlkSize;  
5.     INT32U  OSMemNBlks;  
6.     INT32U  OSMemNFree;  
7. } OS_MEM;  
8.   
9.     
10. typedef struct {  
11.     void   *OSMemAddr;  
12.     void   *OSMemFreeList;  
13.     INT32U  OSMemBlkSize;  
14.     INT32U  OSMemNBlks;  
15.     INT32U  OSMemNFree;  
16. } OS_MEM;  

.OSMemAddr是指向内存分区起始地址的指针。它在建立内存分区OSMemCreate()时被初始化，在此之后就不能更改了。
.OSMemFreeList是指向下一个空闲内存控制块或者下一个空闲的内存块的指针，具体含义要根据该内存分区是否已经建立来决定。
.OSMemBlkSize是内存分区中内存块的大小，是用户建立该内存分区时指定的。
.OSMemNBlks是内存分区中总的内存块数量，也是用户建立该内存分区时指定的。
.OSMemNFree是内存分区中当前可以得空闲内存块数量。

完整地使用内存，需要经过以下步骤：
1.     建立一个内存分区（OSMemCreate()）
2.     调用OSMemGet()函数从已经建立的内存分区中申请内存块
3.     当用户应用程序不再使用一个内存块时，调用OSMemPut()释放内存。
4.     在这过程中可以调用OSMemQuery()查询一个内存分区的状态
 
建立一个内存分区需要使用ucos II 系统函数OSMemCreate()。实现过程如下：

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1. OS_MEM *OSMemCreate (void *addr, INT32U nblks, INT32U blksize, INT8U *err)  
2. {  
3.     OS_MEM  *pmem;  
4.     INT8U   *pblk;  
5.     void   **plink;  
6.     INT32U   i;  
7.    
8.    
9.     if (nblks < 2) {                                                   (1)  
10.         *err = OS_MEM_INVALID_BLKS;  
11.         return ((OS_MEM *)0);  
12.     }  
13.     if (blksize < sizeof(void *)) {                                    (2)  
14.         *err = OS_MEM_INVALID_SIZE;  
15.         return ((OS_MEM *)0);  
16.     }  
17.     OS_ENTER_CRITICAL();  
18.     pmem = OSMemFreeList;                                              (3)  
19.     if (OSMemFreeList != (OS_MEM *)0) {  
20.         OSMemFreeList = (OS_MEM *)OSMemFreeList->OSMemFreeList;  
21.     }  
22.     OS_EXIT_CRITICAL();  
23.     if (pmem == (OS_MEM *)0) {                                         (4)  
24.         *err = OS_MEM_INVALID_PART;  
25.         return ((OS_MEM *)0);  
26.     }  
27.     plink = (void **)addr;                                             (5)  
28.     pblk  = (INT8U *)addr + blksize;  
29.     for (i = 0; i < (nblks - 1); i++) {  
30.         *plink = (void *)pblk;  
31.         plink  = (void **)pblk;  
32.         pblk   = pblk + blksize;  
33.     }  
34.     *plink = (void *)0;  
35.     OS_ENTER_CRITICAL();  
36.     pmem->OSMemAddr     = addr;                                        (6)  
37.     pmem->OSMemFreeList = addr;  
38.     pmem->OSMemNFree    = nblks;  
39.     pmem->OSMemNBlks    = nblks;  
40.     pmem->OSMemBlkSize  = blksize;  
41.     OS_EXIT_CRITICAL();  
42.     *err   = OS_NO_ERR;  
43.     return (pmem);                                                     (7)  

        该函数共有4个参数：内存分区的起始地址、分区内的内存块总块数、每个内存块的字节数和一个指向错误信息代码的指针。如果OSMemCreate()操作失败，它将返回一个NULL指针。否则，它将返回一个指向内存控制块的指针。对内存管理的其它操作，象OSMemGet()，OSMemPut()，OSMemQuery()函数等，都要通过该指针进行。
在mcu21的理解中，以上程序，简单来说，主要执行以下两大步骤，一是从空闲内存控制块中获取一个内存控制块，二是初始化这块内存控制块。