国产精品久久久aaaa,日日干夜夜操天天插,亚洲乱熟女香蕉一区二区三区少妇,99精品国产高清一区二区三区,国产成人精品一区二区色戒,久久久国产精品成人免费,亚洲精品毛片久久久久,99久久婷婷国产综合精品电影,国产一区二区三区任你鲁

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

嵌入式系統裸機編程的內存管理簡介

FPGA之家 ? 來源:嵌入式大雜燴 ? 作者:嵌入式大雜燴 ? 2020-12-28 09:44 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

嵌入式裸機編程中,作為一名初級的CODER。經常要與CPU、內存等打交道。CPU作為系統的動力源,其重要程度不言而喻。 但是,在裸機編程中,對內存的管理也不容忽視。如果稍微不注意,輕則,可能造成內存泄漏,重則造成內存訪問異常。導致系統死機。 嵌入式產品,對穩定性要求及其嚴格。動不動就死機,那可就麻煩大了。以下,是我本人對嵌入式系統裸機編程的內存管理的一些簡介。

1、盡量不使用庫自帶的malloc和free。

malloc和free在PC編程中是很好用的一種內存分配手段。但是,其在嵌入式中,就未必好用了。由于嵌入式裸機編程中,無MMU,即內存管理單元。無法實現對內存進行動態映射(不明白什么叫動態映射的同學,可以參考網上的資料)。也就是說,實際上,malloc和free并不能實現動態的內存的管理。這需要在啟動階段專門給其分配一段空閑的內存區域作為malloc的內存區。如STM32中的啟動文件startup_stm32f10x_md.s中可見以下信息:
其中,Heap_Size即定義一個宏定義。數值為 0x00000800。Heap_Mem則為申請一塊連續的內存,大小為 Heap_Size。簡化為C語言版本如下:
#define Heap_Size 0x00000800unsigned char Heap_Mem[Heap_Size] = {0};
在這里申請的這塊內存,在接下來的代碼中,被注冊進系統中給malloc和free函數所使用:
__user_initial_stackheapLDR     R0, =  Heap_Mem  ;  返回系統中堆內存起始地址LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size); 返回系統中堆內存的結束地址LDR     R3, = Stack_MemBX      LR
就如上面分析的那樣,其實,在裸機編程的時候,對堆內存的管理。并非是智能化的,并非你想申請多少就多少。而是使用一塊固定的內存用作堆內存的分配。這在設計的時候,往往不是最佳的方案。這塊內存,如果被多次按照不同的大小進行申請,就會造成內存碎片。最終導致無法申請到足夠的內存。導致系統運行出錯。這在原本內存就已經很少的嵌入式系統中,更是不能接受的。所以,建議是把那個Heap_Size設置成 0 吧。放棄其使用吧。 而更為致命的是,有些malloc,free函數,由于工程人員的偷懶。實現甚至可能如下:
unsigned char mem_buffer[512];unsigned char *mem_offset = & mem_buffer;void *malloc(int size){unsigned char *tmp = mem_offset;    mem_offset += size;return (void *)tmp;}void free(void *mem){ mem_offset = mem;}

2、不用malloc、free的原因

一般單片機的內存都比較小,而且沒有MMU,malloc 與free的使用容易造成內存碎片。而且可能因為空間不足而分配失敗,從而導致系統崩潰,因此應該慎用,或者自己實現內存管理。如:《一個簡單而強大的單片機內存管理器》 在函數中使用malloc,如果是大的內存分配,而且malloc與free的次數也不是特別頻繁,使用malloc與free是比較合適的,但是如果內存分配比較小,而且次數特別頻繁,那么使用malloc與free就有些不太合適了。 因為過多的malloc與free容易造成內存碎片,致使可使用的堆內存變小。尤其是在對單片機等沒有MMU的芯片編程時,慎用malloc與free。如果需要對內存的頻繁操作,可以自己實現一個內存管理。 使用動態內存分配,應分不同的應用場合。 對于在操作系統上運行的程序,實際的物理內存分配與釋放使用操作系統來實現的,即使程序調用了 malloc和free物理內存并不會馬上變化。物理內存的變化,直到系統的內存管理操作時才發生。 對于裸機跑在MCU上的程序,分配與釋放內存都會造成實際物理內存的變化。因為此時物理內存的分配是由自己實現的,而內存管理我們自己并沒有去做。這樣,盲目的使用malloc與free恰恰并不好,反而會造成內存的不恰當使用。甚至于內存溢出。 所以,動態內存的使用前提是有一套好的內存管理方法,這樣動態內存的使用才會合理使用內存。如果沒有合適的內存管理代碼,還是用靜態內存好一些。

3、 更好的替代方案:內存池。

可能有些同學,覺得:內存池,這是什么東西? 內存池,簡潔地來說,就是預先分配一塊固定大小的內存。以后,要申請固定大小的內存的時候,即可從該內存池中申請。用完了,自然要放回去。注意,內存池,每次申請都只能申請固定大小的內存。這樣子做,有很多好處: (1)每次動態內存申請的大小都是固定的,可以有效防止內存碎片化。(至于為什么,可以想想,每次申請的都是固定的大小,回收也是固定的大小) (2)效率高,不需要復雜的內存分配算法來實現。申請,釋放的時間復雜度,可以做到O(1)。 (3)實現簡單,易用。 (4)內存的申請,釋放都在可控的范圍之內。不會出現以后運行著,運行著,就再也申請不到內存的情況。 內存池,并非什么很厲害的技術。實現起來,其實可以做到很簡單。只需要一個鏈表即可。在初始化的時候,把全局變量申請來的內存,一個個放入該鏈表中。在申請的時候,只需要取出頭部并返回即可。在釋放的時候,只需要把該內存插入鏈表。以下是一種簡單的例子(使用移植來的linux內核鏈表,對該鏈表的移植,以后有時間再去分析):
#define MEM_BUFFER_LEN  5    //內存塊的數量#define MEM_BUFFER_SIZE 256 //每塊內存的大小
//內存池的描述,使用聯合體,體現窮人的智慧。就如,我一同學說的:一個字節,恨不得掰成8個字節來用。typedef union mem {struct list_head list;unsigned char buffer[MEM_BUFFER_SIZE];}mem_t;
static union mem gmem[MEM_BUFFER_LEN];
LIST_HEAD(mem_pool);
//分配內存void *mem_pop(){    union mem *ret = NULL;    psr_t psr;
    psr = ENTER_CRITICAL();    if(!list_empty(&mem_pool)) { //有可用的內存池         ret = list_first_entry(&mem_pool, union mem, list);        //printf("mem_pool = 0x%p  ret = 0x%p
", &mem_pool, &ret->list);        list_del(&ret->list); } EXIT_CRITICAL(psr); return ret;//->buffer;}

//回收內存void mem_push(void *mem){    union mem *tmp = NULL;     psr_t psr;
    tmp = (void *)mem;//container_of(mem, struct mem, buffer);    psr = ENTER_CRITICAL();    list_add(&tmp->list, &mem_pool);    //printf("free = 0x%p
", &tmp->list);
    EXIT_CRITICAL(psr);}
//初始化內存池void mem_pool_init(){    int i;    psr_t psr;    psr = ENTER_CRITICAL();    for(i=0; i        list_add(&(gmem[i].list), &mem_pool);        //printf("add mem 0x%p
", &(gmem[i].list)); } EXIT_CRITICAL(psr);}
責任編輯:xj
原文標題:嵌入式裸機編程中使用malloc、free會怎樣?

文章出處:【微信公眾號:FPGA之家】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。


聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 嵌入式
    +關注

    關注

    5198

    文章

    20442

    瀏覽量

    333963
  • 編程
    +關注

    關注

    90

    文章

    3716

    瀏覽量

    97178
  • Free
    +關注

    關注

    0

    文章

    16

    瀏覽量

    11369
  • 內存管理
    +關注

    關注

    0

    文章

    171

    瀏覽量

    14878

原文標題:嵌入式裸機編程中使用malloc、free會怎樣?

文章出處:【微信號:zhuyandz,微信公眾號:FPGA之家】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    嵌入式驅動開發,需要掌握哪些技能?

    有經驗的老司機都知道,做嵌入式驅動開發需要掌握一系列的技能,包含編程、硬件、操作系統、調試等多個方面。 1、硬件知識熟悉原理圖:能看懂原理圖以及各種元器件的含義,以及PCB布局等。 了解
    發表于 01-20 16:46

    什么是嵌入式應用開發?

    包括ARM7、ARM9、ARM11、PowerPC、MIPS等。這些處理器和編程語言的選擇取決于具體的硬件條件和開發需求?。 綜上所述,嵌入式應用開發是一個綜合性的技術領域,涉及硬件和軟件的緊密結合,廣泛應用于各種設備和系統
    發表于 01-12 16:13

    C語言嵌入式系統編程注意事項-內存操作

    C語言嵌入式系統編程注意事項之內存操作 在嵌入式系統編程中,常常要求在特定的
    發表于 01-04 07:31

    什么是嵌入式操作系統

    嵌入式 OS 的核心作用(嵌入式開發中最實用的 3 個功能) 1. 多任務管理裸機開發的痛點:所有功能寫在一個main函數的循環里,代碼臃腫、邏輯混亂,一個功能出問題會影響整
    發表于 12-09 10:33

    嵌入式應掌握的幾種能力

    1. 編程語言 基本掌握嵌入式必備的編程語言。C語言為主,C++為輔。在資源有限的情況下,大多數嵌入式產品還是使用C語言為主的,特別是底層驅動開發。上層應用開發大多用C,在一些資源比
    發表于 12-08 06:05

    CW32嵌入式軟件開發的必備知識

    合適的數據結構和算法。 3 、計算機體系結構 了解處理器架構,如ARM、x86等,以及指令集和內存管理。 熟悉嵌入式系統的硬件組成,如微控制器、FPGA、DSP等。 可以很熟練地根據C
    發表于 11-28 07:48

    嵌入式開發的關鍵點介紹

    嵌入式開發在現代科技中扮演著非常重要的角色。隨著物聯網的發展,嵌入式系統的需求也越來越大。嵌入式開發不僅需要開發人員具備深入的硬件知識和編程
    發表于 11-13 08:12

    嵌入式實時操作系統的特點

    操作系統具備高效的中斷處理機制,能夠快速響應和處理系統的中斷事件。 資源管理:實時嵌入式操作系統提供有效的資源
    發表于 11-13 06:30

    嵌入式需要掌握哪些核心技能?

    : 1)C語言與底層編程 核心地位:C語言是嵌入式開發的基石,需精通指針操作、內存管理、位運算,直接操控硬件資源。 延伸技能:C++用于復雜項目架構設計,匯編語言優化底層性能(如啟動代
    發表于 10-21 16:25

    嵌入式達到什么水平才能就業?

    、LoRa、NB-IoT,能實現嵌入式設備與云端平臺的數據交互了解 RTOS 實時操作系統:如 FreeRTOS、RT-Thread,能進行任務創建、信號量管理內存分配
    發表于 09-15 10:20

    入行嵌入式應該怎么準備?

    知識: 一、C/C++編程C/C++是嵌入式系統開發中最常用的編程語言。熟練掌握C/C++語言將使你能夠理解和編寫底層驅動程序、操作系統
    發表于 08-06 10:34

    嵌入式和單片機,是同一個東西嗎?

    (RTOS)或沒有任何操作系統裸機編程。軟件方面,嵌入式系統可能使用專門的編程語言,如C、C+
    發表于 07-09 10:20

    Linux嵌入式和單片機嵌入式的區別?

    : 單片機嵌入式 :開發環境相對簡單,通常使用C語言或匯編語言進行編程,開發工具包括Keil、IAR等。 Linux嵌入式 :開發環境較為復雜,除了需要掌握C語言,還需要了解Linux操作
    發表于 06-20 09:46

    嵌入式開發入門指南:從零開始學習嵌入式

    基礎 3. 學習路徑推薦第一階段:熟悉開發環境(如Keil、IAR、STM32)第二階段:掌握裸機編程與驅動開發第三階段:學習RTOS(實時操作系統)如FreeRTOS第四階段:深入理解Linux
    發表于 05-15 09:29

    嵌入式編程設計模式

    嵌入式編程設計模式,介紹如何使用設計模式為嵌入式系統創建高效且優化的C語言設計。 純分享貼,有需要可以直接下載附件獲取完整資料! (如果內容有幫助可以關注、點贊、評論支持一下哦~
    發表于 04-15 14:47