分享一个实用的可应用于单片机的内存管理模块

　　本次给大家分享一位大佬写的应用于单片机内存管理模块mem_malloc，这个mem_malloc的使用不会产生内存碎片，可以高效利用单片机ram空间。
　　mem_malloc代码仓库：
　　https://github.com/chenqy2018/mem_malloc mem_malloc介绍
　　一般单片机的内存都比较小，而且没有MMU，malloc 与free的使用容易造成内存碎片。而且可能因为空间不足而分配失败，从而导致系统崩溃，因此应该慎用，或者自己实现内存管理。mem_malloc就是一个不会产生内存碎片的、适合单片机使用的内存管理模块。其与使用malloc的区别如：
　　算法原理：  定义一个数组作为动态分配的堆空间，低地址空间保存管理数据，高地址空间实际分配给用户的缓存(类似堆栈使用，分配是往中间靠拢)，free时移动高地址用户空间(以时间换空间)，使得未使用的空间都是连续的。 mem_malloc测试验证
　　下面以小熊派IOT开发板来做实验。
　　实验过程很简单。准备一份开发板带串口打印的工程，下载mem_malloc，把mem_malloc.c、mem_malloc.h复制到工程目录下，并添加到工程里：
　　然后进行编译，编译过程可能会报错： ..Srcmem_malloc.c(119): error:  #852: expression must be a pointer to a complete object type
　　这份代码在不同编译器下编译情况不同。gcc下编译不会报错，在keil下编译报如上错误。
　　keil编译器更严格些。报错原因是对mem_block结构体的mem_ptr成员进行操作，而mem_ptr成员的类型是void*，而mem_ptr成员参与运算时的增、减偏移量取决于mem_ptr的类型，所以这里我们需要指定类型。
　　我们把相关报错代码修改如：
　　再次编译就正常了。
　　下面简单看一下mem_malloc的代码。
　　mem_malloc.h： #ifndef __MEM_MALLOC_H__ #define __MEM_MALLOC_H__  #ifdef __cplusplus extern ＂C＂ { #endif  #include   #include  #include  #include  #include   #pragma pack(1) typedef struct mem_block {      void            *mem_ptr;       unsigned int    mem_size;      unsigned int    mem_index;     }mem_block; #pragma pack()  #define MEM_SIZE        128   void print_mem_info(void); void print_hex(char *data, int len); void print_mem_hex(int size); int mem_malloc(unsigned int msize); int mem_realloc(int id, unsigned int msize); void *mem_buffer(int id); int mem_free(int id);   #ifdef __cplusplus } #endif  #endif
　　mem_malloc.c：
　　暂不贴出，感兴趣的小伙伴可以在上面的仓库地址自行下载阅读。可以私信回复：mem_malloc，进行获取。
　　下面对mem_malloc进行测试验证。
　　测试代码作者也有给出，这里我们简单测试即可，进行了一些删减及增加了一些注释： #include ＂mem_malloc.h＂  char mem_id[10]={0};  // 10块内存块  void test_malloc(int i, int size) {     printf(＂------test_malloc------- ＂);     mem_id[i] = mem_malloc(size);     if(mem_id[i] == 0)     {         printf(＂malloc --- fail ＂);         printf(＂size=%d ＂, size);     }     else     {         char *p = mem_buffer(mem_id[i]);         memset(p, i, size);         printf(＂p = 0x%x, i=%d, id=%d, size=%d ＂, (int)p, i, mem_id[i], size);     }     print_mem_hex(MEM_SIZE); }  void test_buffer(int i, int size) {     printf(＂------test_buffer------- ＂);     printf(＂i=%d, id = %d, size=%d ＂, i, mem_id[i], size);     char *p = mem_buffer(mem_id[i]);     if(p != NULL)     {         memset(p, 0xf0+i, size);         print_mem_hex(MEM_SIZE);     }     else     {         printf(＂test_buffer---fail ＂);     } }  void test_realloc(int i, int size) {     printf(＂------test_realloc------- ＂);     printf(＂i=%d, id = %d, size=%d ＂, i, mem_id[i], size);     int ret = mem_realloc(mem_id[i], size);     if(ret)     {         char *p = mem_buffer(mem_id[i]);         memset(p, 0xa0+i, size);         print_mem_hex(MEM_SIZE);     }     else     {         printf(＂test_realloc---fail ＂);     } }  void test_free(int i) {     printf(＂------test_free------- ＂);     printf(＂i=%d, id = %d ＂, i, mem_id[i]);     if(mem_free(mem_id[i]))         print_mem_hex( MEM_SIZE); }  void main(void) {     print_mem_info();   // 打印内存信息     test_malloc(1, 10); // 给申请一块10个字节的内存，标记内存块id为1     test_malloc(2, 8);  // 给申请一块8个字节的内存，标记内存块id为2     test_malloc(3, 20); // 给申请一块20个字节的内存，标记内存块id为2      test_free(2);       // 释放id为2的内存块的内存      test_malloc(4, 70); // 申请一块70个字节的内存      test_free(1);       // 释放id为1的内存块内存      test_buffer(3, 20); // 获取id为3的内存块地址，并往这个内存块重新写入0xf0+i的数据      test_realloc(3, 10); // 重新分配内存，并往这个内存块重新写入0xa0+i的数据          for(int i=0; i<10; i++)  // 释放所有内存块内存，已释放的不再重新释放         test_free(i); }
　　运行结果及解析：
　　这里设定一个128字节的数组作为堆空间使用。其中数组前面存放的是申请到的内存块的信息，包括内存块地址、大小、索引信息，这三个数据各占4个字节，共12个字节。这里有设计到一个大小端模式的问题，STM32平台为小端模式，即数据的低位存储在内存的低地址中。
　　申请的内存块从128字节的尾部开始分配，再次申请的内存块依次往前移，释放的内存，则整体内存块往后移动，内存块之前不留空隙，即不产生内存碎片。
　　以上就是本次的分享，如有错误，欢迎指出，谢谢！
　　猜你喜欢：
　　手把手教你编写你的第一个上位机
　　你的单片机裸机程序框架是怎样的？
　　分享一种简单、实用的测量程序运行时间的方法
　　1024G 嵌入式资源大放送！包括但不限于C/C++、单片机、Linux等。私信回复1024，即可免费获取！