STM32F7xx —— 内存管理

 

 

目的：高效、快速的分配，并在适当的时候回收内存资源。最终就是实现malloc和free函数。（实现方法参考原子哥）

#define CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE     0typedef enum
{SRAM_TYPE_IN,   // 内部内存池
#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)SRAM_YPE_OUT,   // 外部内存池(SDRAM)
#endifSRAM_TYPE_DTCM, // DTCM内存池(此部分SRAM仅仅CPU可以访问!!!)SRAM_TYPE_MAX,  // 最多支持的SRAM块数.
} sram_type_t;// 内部SRAM
#define SRAM_IN_BLOCK_SIZE        64            // 内存块大小为64字节
#define SRAM_IN_MAX_SIZE          (160 * 1024)  // 最大管理内存160K
#define SRAM_IN_ALLOC_TABLE_SIZE  (SRAM_IN_MAX_SIZE / SRAM_IN_BLOCK_SIZE)#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)
// 外部SDRAM里面
#define SRAM_OUT_BLOCK_SIZE       64            // 内存块大小为64字节
#define SRAM_OUT_MAX_SIZE         (100 *1024)   // 最大管理内存100K
#define SRAM_OUT_ALLOC_TABLE_SIZE (SRAM_OUT_MAX_SIZE / SRAM_OUT_BLOCK_SIZE)
#endif// CCM,用于管理DTCM(特别注意,这部分SRAM,仅CPU可以访问!!)
#define SRAM_DTCM_BLOCK_SIZE      64                  //内存块大小为64字节
#define SRAM_DTCM_MAX_SIZE        (100 *1024)             //最大管理内存60K
#define SRAM_DTCM_ALLOC_TABLE_SIZE  (SRAM_DTCM_MAX_SIZE/SRAM_DTCM_BLOCK_SIZE)

//内存池(32字节对齐)
__align(32) uint8_t sram_in_base[SRAM_IN_MAX_SIZE];                                      // 内部SRAM内存池
uint32_t sram_in_map_base[SRAM_IN_ALLOC_TABLE_SIZE];#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)
__align(32) uint8_t sram_out_base[SRAM_OUT_MAX_SIZE] __attribute__((at(0xC01F4000)));   // 外部SDRAM内存池
uint32_t sram_out_map_base[SRAM_OUT_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0xC01F4000 + SRAM_OUT_MAX_SIZE))); // 外部SRAM内存池MAP
#endif__align(32) uint8_t sram_dtcm_base[SRAM_DTCM_MAX_SIZE] __attribute__((at(0x20000000))); // 内部DTCM内存池
uint32_t sram_dtcm_map_base[SRAM_DTCM_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x20000000 + SRAM_DTCM_MAX_SIZE))); //内部DTCM内存池MAPstatic const uint32_t memtblsize[SRAM_TYPE_MAX] = {SRAM_IN_ALLOC_TABLE_SIZE,
#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)SRAM_OUT_ALLOC_TABLE_SIZE,
#endifSRAM_DTCM_ALLOC_TABLE_SIZE}; //内存表大小static const uint32_t memblksize[SRAM_TYPE_MAX] = {SRAM_IN_BLOCK_SIZE,
#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)SRAM_OUT_BLOCK_SIZE,
#endifSRAM_DTCM_BLOCK_SIZE};     //内存分块大小static const uint32_t memsize[SRAM_TYPE_MAX] = {SRAM_IN_MAX_SIZE,
#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)SRAM_OUT_MAX_SIZE,
#endifSRAM_DTCM_MAX_SIZE};          //内存总大小void mymem_init(uint8_t type);
uint16_t mymem_perused(uint8_t type);typedef struct
{void (* init)(uint8_t );uint16_t (* perused)(uint8_t);		 // 内存使用率uint8_t 	*membase[SRAM_TYPE_MAX]; // 内存池 管理SRAMBANK个区域的内存uint32_t *memmap[SRAM_TYPE_MAX]; 	 // 内存管理状态表uint8_t  memrdy[SRAM_TYPE_MAX];    // 内存管理是否就绪
} sram_dev_t;//内存管理控制器
static sram_dev_t sram_dev =
{mymem_init,        // 内存初始化mymem_perused,     // 内存使用率sram_in_base,#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)sram_out_base,
#endifsram_dtcm_base,  // 内存池sram_in_map_base,
#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)sram_out_map_base,
#endifsram_dtcm_map_base,0,
#if(CONFIG_SRAM_OUT_ENABLE == 1)0,
#endif0,
};// 内存管理初始化
static void mymem_init(uint8_t memx)
{memset(sram_dev.memmap[memx], 0, memtblsize[memx] * 4); // 内存状态表数据清零sram_dev.memrdy[memx] = 1;                              // 内存管理初始化OK
}// 获取内存使用率
// type:所属内存块
// 返回值:使用率(扩大了10倍,0~1000,代表0.0%~100.0%)
static uint16_t mymem_perused(uint8_t type)
{uint32_t used = 0;uint32_t i;for(i = 0; i < memtblsize[type]; ++i){if(sram_dev.memmap[type][i]){used++;}}return (used * 1000) / (memtblsize[type]);
}// 内存分配(内部调用)
// type:所属内存块
// 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
static uint32_t mymem_malloc(uint8_t type, uint32_t size)
{signed long offset = 0;uint32_t nmemb;     // 需要的内存块数uint32_t cmemb = 0; // 连续空内存块数uint32_t i;if(!sram_dev.memrdy[type]){sram_dev.init(type);  // 未初始化,先执行初始化}if(size == 0){return 0xFFFFFFFF;  // 不需要分配}nmemb = size / memblksize[type]; // 获取需要分配的连续内存块数if(size % memblksize[type]){nmemb++;}for(offset = memtblsize[type] - 1; offset >= 0; offset--) // 搜索整个内存控制区{if(!sram_dev.memmap[type][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{sram_dev.memmap[type][offset + i] = nmemb;}return (offset * memblksize[type]); // 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)
// type:所属内存块
// offset:内存地址偏移
// 返回值:0,释放成功;1,释放失败;
static uint8_t mymem_free(uint8_t type, uint32_t offset)
{int i;if(!sram_dev.memrdy[type])// 未初始化,先执行初始化{sram_dev.init(type);return 1;// 未初始化}if(offset < memsize[type]) // 偏移在内存池内.{int index = offset / memblksize[type];    // 偏移所在内存块号码int nmemb = sram_dev.memmap[type][index]; // 内存块数量for(i = 0; i < nmemb; i++)                // 内存块清零{sram_dev.memmap[type][index + i] = 0;}return 0;}else{return 2;  // 偏移超区了.}
}void MemInit(uint8_t type)
{memset(sram_dev.memmap[type], 0, memtblsize[type] * 4); // 内存状态表数据清零sram_dev.memrdy[type] = 1;              // 内存管理初始化OK
}// 释放内存(外部调用)
// type:所属内存块
// ptr:内存首地址
void MemFree(uint8_t type, void *ptr)
{uint32_t offset;if(ptr == NULL){return;  // 地址为0.}offset = (uint32_t)ptr - (uint32_t)sram_dev.membase[type];mymem_free(type, offset); // 释放内存
}// 分配内存
void *MemAlloc(uint8_t type, uint32_t size)
{uint32_t offset;offset = mymem_malloc(type, size);if(offset == 0XFFFFFFFF){return NULL;}else{return (void*)((uint32_t)sram_dev.membase[type] + offset);}
}// 重新分配内存
void *MemRealloc(uint8_t type, void *ptr, uint32_t size)
{uint32_t offset;offset = mymem_malloc(type, size);if(offset == 0xFFFFFFFF){return NULL;}else{memcpy((void*)((uint32_t)sram_dev.membase[type] + offset), ptr, size); // 拷贝旧内存内容到新内存MemFree(type, ptr);                                                     // 释放旧内存return (void*)((uint32_t)sram_dev.membase[type] + offset);              // 返回新内存首地址}
}