contiki源码阅读之mmem.c

上次我们说了list,这次我们就借着mmem.c的代码来用一下这个链表。

代码目录是./core/lib/mmem.c

结构体定义如下

struct mmem {
  struct mmem *next;
  unsigned int size;
  void *ptr;
};

请注意，第一个成员必须是指针，这样才可以借用list的代码。

第二个成员是要申请的字节数，第三个成员是指针，指向返回内存的首地址。

插句话，对于单片机，如果想内存管理（不考虑虚拟地址，只考虑物理地址），主要有两种方法。一种是引出堆的指针，在此基础上自己封装，把这个堆管理起来（没有尝试过这种方法，也没有读到这方面的资料，留待以后研究。）还有一种方法，就是简单的定义一片全局变量，把这些空间管理起来。今天讨论的是第二种方法。

#ifdef MMEM_CONF_SIZE
#define MMEM_SIZE MMEM_CONF_SIZE
#else
#define MMEM_SIZE 4096
#endif

LIST(mmemlist);
unsigned int avail_memory;
static char memory[MMEM_SIZE];

这里定义了全局数组，4096个字节。

定义了全局变量avail_memory,用来记录还剩余多少个字节没有分配。

定义了一个链表（上次已经介绍过相关代码了）。

void
mmem_init(void)
{
  list_init(mmemlist);
  avail_memory = MMEM_SIZE;
}

初始化函数，初始化链表并且设置全局变量avail_memory=4096,4K个字节。

在上次的list.h文件中，可以看到作者这样的注释:

A linked list is made up of elements where the first element  must be a pointer. This pointer is used by the linked list library to form lists of the elements.

这呼应了开头的话，因为list里面就是一个指针，所以用户的结构体必须把指针作为第一个成员，这样才能在不同指针（用户的结构体和 struct list）之间自由转换而不会发生错位。

int
mmem_alloc(struct mmem *m, unsigned int size)
{
  /* Check if we have enough memory left for this allocation. */
  if(avail_memory < size) {
    return 0;
  }

  /* We had enough memory so we add this memory block to the end of
     the list of allocated memory blocks. */
  list_add(mmemlist, m);

  /* Set up the pointer so that it points to the first available byte
     in the memory block. */
  m->ptr = &memory[MMEM_SIZE - avail_memory];//这句赋值，把那段全局数组和m里面的指针联系起来了，有了m,就能找到那片内存

  /* Remember the size of this memory block. */
  m->size = size;

  /* Decrease the amount of available memory. */
  avail_memory -= size;

  /* Return non-zero to indicate that we were able to allocate
     memory. */
  return 1;
}

这就是内存分配函数。

void
mmem_free(struct mmem *m)
{
  struct mmem *n;

  if(m->next != NULL) {
    /* Compact the memory after the allocation that is to be removed
       by moving it downwards. */
    memmove(m->ptr, m->next->ptr,
	    &memory[MMEM_SIZE - avail_memory] - (char *)m->next->ptr);
    
    /* Update all the memory pointers that points to memory that is
       after the allocation that is to be removed. */
    for(n = m->next; n != NULL; n = n->next) {
      n->ptr = (void *)((char *)n->ptr - m->size);
    }
  }

  avail_memory += m->size;

  /* Remove the memory block from the list. */
  list_remove(mmemlist, m);
}

内存的释放。首先看看要释放的是不是链表的最后一个元素，如果是，那么就简单了，把字节数还回去，再把这块内存从链表上脱离。

如果不是，就要进行字节的拷贝。把这个内存之后的所有内容（内存的末尾减去后面的内存块的起始地址）向前面移动（移动的距离刚好是这个内存块的大小）。

但是这样还没有完，因为后面的内存块移动了，所以要修改每个内存块的指针，指针的值也要相应减少m->size个字节。

这样做的好处是什么，就是没有内存碎片。因为每次释放，都会把后面的内容移动到前面，填补释放的空洞。