进阶学习CONTIKI NG之内存管理

请在网上先了解：什么是内存管理？有什么作用？为它这么重要？再继续下文阅读。。。。

因为在OS里面，每一个组件都有它存在原因和价值，当你不了解这些时，会是一头雾水。

 

在contiki-ng-release-v4.6\os\lib内，有俩种内存管理是静态内存和动态内存。

就是memb.c;   memb.h和heapmem.c;  heapmem.h。

 

要了解和掌握它们，我们最好先学习C下的基本方法：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//利用malloc()进行动态内存分配

typedef struct{//定义一个结构体类刑，关于书的数据
    char title[64];
    int  price;
    char isbn[32];
}BookData;

BookData *bok_dat_p;//定义个指针

int main()
{    
   printf("test1:%p \n", bok_dat_p->title);    //未分配时??
    
   bok_dat_p = malloc(sizeof(BookData));//为bok_dat_p分配内存区域    
   if(!bok_dat_p){  //检查是不是分配成功      
    printf("err:no RAM\n");
    return 0;
  }
    printf("test2:%p \n", bok_dat_p->title);//正常分配后??
    
    printf("bok_dat_p:%d \n", sizeof(bok_dat_p));//指针自己的大小
    printf("bok_dat_p-max:%d \n", sizeof(*bok_dat_p));//指向内存区域的总大小
    printf("bok_dat_title:%d \n", sizeof(bok_dat_p->title));
    printf("bok_dat_price:%d \n", sizeof(bok_dat_p->price));
    printf("bok_dat_isbn:%d \n", sizeof(bok_dat_p->isbn));
    
    free(bok_dat_p);//释放内存    
    return 0;
}

你可以复制到   https://www.runoob.com/try/runcode.php?filename=helloworld&type=c   进行在线测试。

 

当然，下面这个更简单，是不是真的很简单呢?(从教材读到，会产生大量的内存碎片，这些碎片是无法被系统使用的，大问题!，而CONTIKI很好处理了这些问题)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//利用malloc()进行动态内存分配
int main()
{
    int *int_p;

    int_p = malloc(sizeof(int));//为int_p分配内存区域,int一般是4字节吧，看系统情况
    if(!int_p)return 0;//如果申请失败就直接退出  
  
    *int_p = 0x0f0f0f0f;//向内存块写入值    
    free(int_p);//释放内存   


    return 0;
}

在OS里面，内存是有限的  宝贵的公共资源，只有在任务运行的时候，动态分配才是可行方案；举个例子，当你有100进程，但是只有30个进程在运行，

如果100个都分配好的话，是不是白白浪费SRAM了?话说占着毛坑不拉X，就是这个道理！！

 

时间：2021-01-12

把\os\lib内的memb.h进行爆光：

/**
 * Declare a memory block.声明内存块
 *
 * \param:name给内存块取个名字, memb_init(), memb_alloc() and memb_free()使用.
 *
 * \param:structure内存块保存的结构的名称
 *
 * \param:num内存块总数,以字节为单位
 *
 */
#define MEMB(name, structure, num) \
        static bool CC_CONCAT(name,_memb_used)[num]; \
        static structure CC_CONCAT(name,_memb_mem)[num]; \
        static struct memb name = {sizeof(structure), num, \
                                          CC_CONCAT(name,_memb_used), \
                                          (void *)CC_CONCAT(name,_memb_mem)}

struct memb {
  unsigned short size;
  unsigned short num;
  bool *used;
  void *mem;
};

/**
 * 初始化用MEMB（）声明的内存块。
 *
 * \param 一组先前用MEMB（）声明的内存块。.
 */
void  memb_init(struct memb *m);

/**
 * 从用MEMB（）声明的内存块中分配一个内存块。
 *
 * \param 一组先前用MEMB（）声明的内存块。.
 */
void *memb_alloc(struct memb *m);

/**
 * 从先前用MEMB（）声明的内存块中释放内存块。
 *
 * \param 一组先前用MEMB（）声明的内存块。
 *
 * \param ptr指向要释放的内存块的指针。
 *
 * \return 如果成功释放，错误代码应为 0，如果指针"ptr"未指向合法内存块，则为 -1。
 */
int  memb_free(struct memb *m, void *ptr);

/**
 * 检查给定地址是否在先前用MEMB（）声明的存储区之内。
 *
 * \param 一组先前用MEMB（）声明的内存块。
 *
 * \param ptr指向要检查的地址的指针
 *
 * \return 如果地址是存储块的一部分，则为1；否则为0。 否则为0
 */
int memb_inmemb(struct memb *m, void *ptr);

/**
 * 计数可用内存块
 *
 * \param 一组先前用MEMB（）声明的内存块。
 *
 * \return 空闲（可用）内存块的数量
 */
int  memb_numfree(struct memb *m);

哈哈，看到这里，好像知道怎么使用CONTIKI NG的MEMB内存分配了。要好好试验加以掌握它！

 

接下来，让我们测试一下，CONTIKI NG的MEMB静态内存分配：

/*------------------------MEMB应用--------------------------------------------*/
#include "lib/memb.h"//加载静态内存库
PROCESS(MEMB_process, "MEMB process");

struct connection{ // 结构体,只有2个成员socket,实际应用中可能是多个
  char ID;
  int socket;
};

MEMB(connections, struct connection, sizeof(struct connection)/4);  // 申请一块connections内存 ,附合struct connection的大小

PROCESS_THREAD(MEMB_process, ev, data)//MEMB的process实现
{

  PROCESS_BEGIN();
  struct connection *pr; //对应的指针

  while(1)
  {
  memb_init(&connections);  //初化内存块，就是SET为0值,不能是垃圾值或以前旧值

  pr =  memb_alloc(&connections);  //给pr分配内存
  if(pr == NULL){  //检查是不是分配成功
    return NULL;  //不成功,返回NULL
  }
   pr->socket = 0xffff;//成功就附值进行测试

   printf("conn-socket:0x%x \n", pr->socket);//CONN的值是:??测试一个成员socket,实际应用中可能是多个
   printf("memb_numfree1:%d \n",  memb_numfree(&connections));//connections内存块，还有多少可用数量？？

   memb_free(&connections, pr);//释放内存
   pr = NULL; //pr为空指针。
   printf("memb_numfree2:%d \n",  memb_numfree(&connections));//释放后，还有多少可用数量？？

   PROCESS_EXIT(); //退出进程，释放资源
  }

  PROCESS_END();
}

/*------------------------所有自启动的测试PROCESSES---------------------------*/
AUTOSTART_PROCESSES(
                    &MEMB_process
                    );

测试效果如下：

从执行效果来看是正常的。在32位单片机中，一份内存块就是32BIT的,就是四个字节，我们可以看到，

为了内容对齐，一个char也是按照32BIT来分配的。

 

  关于heapmem.h动态分配器的，来看看CONTIKI 作者的原话：

 * \note This module does not contain a corresponding function to the
 *       standard C function calloc().
 *
 * \note Dynamic memory should be used carefully on
 *       memory-constrained, embedded systems, because fragmentation
 *       may be induced through various allocation/deallocation
 *       patterns, and no guarantees are given regarding the
 *       availability of memory.

如果你是在PC端，跑LINUX系统，可以用一下heapmem分配器，但是受限的嵌入式系统中，不建议使用的。

哪么明白了(内存碎片是个麻烦事)，这个heapmem只作少量了解，直接跳过它就好了。