stm32内存管理

news/2024/7/20 14:33:54 标签: c++, stm32, 内存管理, 嵌入式

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再讲stm32内存管理之前,我想先向大家介绍几个概念:

自然对其

对齐跟数据在内存中的位置有关。如果一个变量的内存地址正好位于它长度的整数倍,他就被称做自然对齐。比如在32位cpu下,假设一个整型变量的地址为0x00000004,那它就是自然对齐的。

c语言中__align()关键字的作用与内存对齐的原理

在32位CPU中,CPU访问内存一次访问32位,4个字节,一个字。哪怕只读一个char类型的数据,也会读出这个数据所在的4个字节的地址来。所以编译器为了让程序以最少的次数就可以读取到完整的数据,会自动给变量分配的地址可以被4字节整除,比如我们命令CPU读取一个float类型的数据,如果这个float类型的数据的地址为0x0000 0004 ,那么CPU只需要从这个地址开始读取4个字节,一条指令就可以把float类型的数据读取出来,但若它的地址为0x0000 0003,那么就需要先从0x0000 0000读最后一个字节,再从0x0000 0004 读前3个字节,在组合成一个完整的float类型的数据才行,原来一条指令的时间,现在需要3条指令。这就是我们为什么要保证内存是对齐的。
关于对齐,我们想先介绍下面这个关键字
__align(n)
__align 关键字指示编译器在 n 字节边界上对齐变量。
__align 是一个存储类修饰符。它不影响函数的类型。
其中:n
是对齐边界。
对于局部变量,n 值可为 1、2、4 或 8。
对于全局变量,n 可以具有最大为 2 的 0x80000000 次幂的任何值。
__align 关键字紧靠变量名称前面放置。
__attribute __((align(n))), 如果n大于此结构体中小大基本数据类型size,那么依据最大基本数据类型size对齐;否则,依据n进行对齐;
在数组中我们用__align(32)关键字修饰,则这个数组的首地址在32字节的边界上(以空间换时间)

综上所述,我们已经知道为什么要对变量进行对其,以及__attribute __(at)去对我们申请的变量进行一个定位,这也是我们可以区分3个内存区域 内部SRAM 0x2000 0000 ,外部SRAM 0x6800 0000 ,CCMRAM 0x1000 0000的原因所在。

对于内存管理的理解

我们这里的内存管理采用正点原子的内存管理,原子的内存管理其实本质上就是圈一大块内存,我们在圈的这块内存里面进行申请变量,释放变量的操作。我自己理解为原子自己画了一片堆区(这个区域其实是在静态存储区的,即不是HEAP也不是STACK),在这个堆区里面定义了自己的mymalloc(),和myfree()。非常的巧妙,代码写的也很简洁,我这里就不细说了。我们先看一下原子分配的3个自己的”堆区”:
在这里插入图片描述
这里的各种参数,我们其实可以自己定义,定义成自己项目需要的memxbase就是每个”堆区”的首地址,原子的程序其实就是从这个堆区的末地址往首地址寻找,找到连续的内存块满足我们的需要后返回这个连续内存块的第一块的地址。

我们来类比一下,如果我们想从堆区申请一个u8类型的数组,数组成员100个,传统的方法就是 u8* pBuffer = (u8*) malloc(100)。而在原子的内存管理中,我们需要这样写,u8* pBuffer = mymalloc(memx,800),就是从memx这个”堆区”,申请800个字节的内存,pBuffer 指向这个内存的首地址(其实也就相当于申请了100个u8类型的数组成员的数组)。注意用完这段内存一定要free/myfree掉,不然会造成内存泄漏。

因为是原子的程序,我这里也只是把自己的理解写出来,帮助大家更好地理解内存的概念。基于操作系统的内存管理会更复杂一点,以后有机会我们在说那一种!

关于stm32内存结构请参考我上一篇博客,那里面有很详细的介绍。
https://blog.csdn.net/su_fei_ma_su/article/details/104229453


http://www.niftyadmin.cn/n/1709459.html

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