这两天写的一个STM32上的内存管理函数,实现了malloc和free以及remalloc几个函数.还实现了一个内存使用率查询的函数.
实验环境：ALIENTEK STM32 Mini 开发板
思路如下:
将内存分块管理.
内存池等分为固定大小的内存块.
建立一个内存状态表,对应每个块,有多少个块,状态表就有多少个元素,一一对应.
通过状态表的值判断该块内存是否可用(为0则表示可用,为其他值则表示被占用了,而且占用的内存块数量,就是该值的数字)
初始化的时候,状态表的值全0，代表所有的内存块都未被占用.当需要分配的时候,malloc从内存块的最高地址往下查找,查找到连续的空内存大于等于要分配的内存的时候,结束此次分配,返回地址给要分配的指针,完成一次malloc. free的时候,就比较简单了,只要找到所分配的内存对应在状态表的位置,然后把状态表的值清0，及实现free.
内存使用率则通过查询状态表有多少个非0值,来计算占用率.
代码如下:
malloc.h头文件:
#ifndef __MALLOC_H
#define __MALLOC_H
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//ALIENTEK 开发板
//内存管理 代码
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//没有更新信息
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typedef unsigned long u32;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned char u8;
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif
#define MEM_BLOCK_SIZE 32 //内存块大小为32字节
#define MAX_MEM_SIZE 10*1024 //最大管理内存 10K
#define MEM_ALLOC_TABLE_SIZE MAX_MEM_SIZE/MEM_BLOCK_SIZE //内存表大小
//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev
{
void (*init)(void); //初始化
u8 (*perused)(void); //内存使用率
u8 membase[MAX_MEM_SIZE]; //内存池
u16 memmap[MEM_ALLOC_TABLE_SIZE]; //内存管理状态表
u8 memrdy; //内存管理是否就绪
};
extern struct _m_mallco_dev mallco_dev; //在mallco.c里面定义
void mymemset(void *s,u8 c,u32 count); //设置内存
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n);//复制内存
void mem_init(void); //内存管理初始化函数(外/内部调用)
u32 mem_malloc(u32 size); //内存分配(内部调用)
u8 mem_free(u32 offset); //内存释放(内部调用)
u8 mem_perused(void); //获得内存使用率(外/内部调用)
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//用户调用函数
void myfree(void *ptr); //内存释放(外部调用)
void *mymalloc(u32 size); //内存分配(外部调用)
void *myrealloc(void *ptr,u32 size); //重新分配内存(外部调用)
#endif
malloc.c文件:
#include "malloc.h"
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//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev mallco_dev=
{
mem_init, //内存初始化
mem_perused,//内存使用率
0, //内存池
0, //内存管理状态表
0, //内存管理未就绪
};
//复制内存
//*des:目的地址
//*src:源地址
//n:需要复制的内存长度(字节为单位)
void memcpy(void *des,void *src,u32 n)
{
u8 *xdes=des;
u8 *xsrc=src;
while(n--)*xdes++=*xsrc++;
}
//设置内存
//*s:内存首地址
//c :要设置的值
//count:需要设置的内存大小(字节为单位)
void memset(void *s,u8 c,u32 count)
{
u8 *xs = s;
while(count--)*xs++=c;
}
//内存管理初始化
void mem_init(void)
{
memset(mallco_dev.membase, 0, sizeof(mallco_dev.membase));//内存池素有数据清零
mallco_dev.memrdy=1;//内存管理初始化OK
}
//获取内存使用率
//返回值:使用率(0~100)
u8 mem_perused(void)
{
u16 used=0;
u32 i;
for(i=0;i<MEM_ALLOC_TABLE_SIZE;i++)
{
if(mallco_dev.memmap)used++;
}
return used*100/MEM_ALLOC_TABLE_SIZE;
}
//内存分配(内部调用)
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
u32 mem_malloc(u32 size)
{
signed long offset=0;
u16 nmemb; //需要的内存块数
u16 cmemb=0;//连续空内存块数
u32 i;
if(!mallco_dev.memrdy)mallco_dev.init();//未初始化,先执行初始化
if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配
nmemb=size/MEM_BLOCK_SIZE; //获取需要分配的连续内存块数
if(size%MEM_BLOCK_SIZE)nmemb++;
for(offset=MEM_ALLOC_TABLE_SIZE-1;offset>=0;offset--)//搜索整个内存控制区
{
if(!mallco_dev.memmap[offset])cmemb++;
//连续空内存块数增加
else cmemb=0; //连续内存块清零
if(cmemb==nmemb)
//找到了连续nmemb个空内存块
{
for(i=0;i<nmemb;i++) //标注内存块非空
{
mallco_dev.memmap[offset+i]=nmemb;
}
return (offset*MEM_BLOCK_SIZE);//返回偏移地址
}
}
return 0XFFFFFFFF;//未找到符合分配条件的内存块
}
//释放内存(内部调用)
//offset:内存地址偏移
//返回值:0,释放成功;1,释放失败;
u8 mem_free(u32 offset)
{
int i;
if(!mallco_dev.memrdy)//未初始化,先执行初始化
{
mallco_dev.init();
return 1;//未初始化
}
if(offset<MAX_MEM_SIZE)//偏移在内存池内.
{
int index=offset/MEM_BLOCK_SIZE;//偏移所在内存块号码
int nmemb=mallco_dev.memmap[index]; //内存块数量
for(i=0;i<nmemb;i++) //内存块清零
{
mallco_dev.memmap[index+i]=0;
}
return 0;
}else return 2;//偏移超区了.
}
//释放内存(外部调用)
//ptr:内存首地址
void myfree(void *ptr)
{
u32 offset;
if(ptr==NULL)return;//地址为0.
offset=(u32)ptr-(u32)&mallco_dev.membase;
mem_free(offset);//释放内存
}
//分配内存(外部调用)
//size:内存大小(字节)
//返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc(u32 size)
{
u32 offset;
offset=mem_malloc(size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else return (void*)((u32)&mallco_dev.membase+offset);
}
//重新分配内存(外部调用)
//*ptr:旧内存首地址
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:新分配到的内存首地址.
void *myrealloc(void *ptr,u32 size)
{
u32 offset;
offset=mem_malloc(size);
if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL;
else
{
memcpy((void*)((u32)&mallco_dev.membase+offset),ptr,size);//拷贝旧内存内容到新内存
myfree(ptr); //释放旧内存
return (void*)((u32)&mallco_dev.membase+offset); //返回新内存首地址
}
}
最后测试代码如下:
int main(void)
{
u8 *ptr;
u16 *ptr1;
u32 *ptr2;
u32 *ptr3;
u8 i;
Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟设置
delay_init(72); //延时初始化
uart_init(72,9600); //串口1初始化
LED_Init();
//LCD_Init();
ptr=(u8*)mymalloc(100);
if(*ptr)i=0;
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
ptr1=(u16*)mymalloc(2*100);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
ptr2=(u32*)mymalloc(4*100);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
myfree(ptr);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
ptr3=(u32*)mymalloc(4*20);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
myfree(ptr1);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
ptr=(u8*)mymalloc(8*32);
myfree(ptr2);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
myfree(ptr3);
i=mallco_dev.perused();//查看使用率
if(i)i=0;
usmart_dev.init();
POINT_COLOR=RED;
while(1)
{
LED0=!LED0;
delay_ms(500);
}
}