FREERTOS学习笔记十-内存管理
1.FreeRTOS内存管理方式
1.1 heap_1.c中的内存分配
? 动态内存分配需要一个内存堆，FreeRTOS中的内存堆为ucHeap[]，大小为configTOTAL_HEAP_SIZE。不管是哪种内存分配方法，它们的内存堆都为ucHeap[]，而且大小都是configTOTAL_HEAP_SIZE。
特点：
①适用于那些一旦创建好任务、信号量和队列就再也不会删除的应用，实际上大多数的FreeRTOS应用都是这样的。
②具有可确定性（执行所花费的时间大多数都是一样的），而且不会导致内存碎片。
③代码实现和内存分配过程都非常简单，内存是从一个静态数组中分配到的，也就是适合于那些不需要动态内存分配的应用。1.2 heap_2.c中的内存分配
? heap_2.c提供了一个更好的配算法，不像heap_1.c那样，heap_2.c提供了内存释放函数**。**heap_2.c不会把释放调的内存块合并成一个大块，这样有一个缺点，随着你不断的申请内存，内存堆就会被分为很多个大小不一的内存（块）,也就是会导致内存碎片！
特点：
①可以使用在那些可能会重复的删除任务、队列、信号量等的应用中，要注意有内存碎片产生！
②如果分配和释放的内存大小是随机的，那么就要慎重使用了。
③如果应用中的任务、队列、信号量和互斥信号量具有不可预料性（如所需的内存大小不能确定，每次所需的内存都不相同，或者说大多数情况下所需的内存都是不同的）的话可能会导致内存碎片。
④具有不可确定性，但是也远比标准C中的mallo()和free()效率高！1.3 heap_3.c中的内存分配
? 这个分配方法是对标准C中的函数malloc()和free()的简单封装，FreeRTOS对这两个函数做了线程保护。
特点：
①需要编译器提供一个内存堆，编译器库要提供malloc()和free()函数。比如STM32的话可以通过修改启动文件中的Heap_Size来修改内存堆的大小。
②具有不确定性。
③可能会增加代码量。
注意：在heap_3.c中configTOTAL_HEAP_SIZE是没用的！1.4 heap_4.c中的内存分配
? heap_4.c提供了一个最优的匹配算法，不像heap_2.c，heap_4.c会将内存碎片合并成一个大的可用内存块，它提供了合并算法。内存堆为ucHeap[]，大小为configTOTAL_HEAP_SIZE。可以通过函数xPortGetFreeHeapSize()来获取剩余的内存大小。
特点：
①可是用在那些需要重复创建和删除任务、队列、信号量和互斥信号量等的应用中。
②不会像heap_2.c那样产生严重的内存碎片，即使分配的内存大小是随机的。
③具有不确定性，但是远比C标准库中的malloc()和free()效率高。heap_4.c非常适合于那些需要直接调用函数pvPortMalloc()和vPortFree()来申请和释放内存的应用。1.5 heap_5.c中的内存分配
? heap_5.c使用了和heap_4.c相同的合并算法，内存管理实现起来基本相同，但是heap_5.c允许内存堆跨越多个不连续的内存段。比如STM32的内部RAM可以作为内存堆，但是STM32内部RAM比较小，遇到那些需要大容量RAM的应用就不行了，如音视频处理。
1.6 总结
? FreeRTOS官方提供的5种内存分配方法已经介绍完，heap_1.c最简单，但是只能申请内存，不能释放。heap_2.c提供了内存释放函数，用户代码也可以直接调用函数pvPortMalloc()和vPortFree()来申请和释放内存，但是heap_2.c会导致内存碎片的产生！heap_3.c是对标准C库中的函数malloc()和free()的简单封装，并且提供了线程保护。heap_4.c相对与heap_2.c提供了内存合并功能，可以降低内存碎片的产生，我们移植FreeRTOS的时候就选择了heap_4.c。heap_5.c基本上和heap_4.c一样，只是heap_5.c支持内存堆使用不连续的内存块。
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以上原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_44502943/article/details/121017944
2.CubeMX查看内存管理方式
3.程序测试1——查看剩余内存
3.1程序代码
/* USER CODE END Header_StartKEY_Task */
void StartKEY_Task(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartKEY_Task */
/* Infinite loop */
uint16_t ProducerValue = 1;
for(;;)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == 0)
{
osDelay(10);//消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == 0)
{
osThreadSuspendAll();
printf("使用RAM：%d/100 \r\n",100 - xPortGetFreeHeapSize()*100/configTOTAL_HEAP_SIZE);
osThreadResumeAll();
}
}
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == 0)
{
osDelay(10);
}
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartKEY_Task */
}
3.2运行结果
4.程序测试2——申请与释放内存
4.1程序源码
/* USER CODE END Header_StartKEY_Task */
void StartKEY_Task(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartKEY_Task */
/* Infinite loop */
void *home;
for(;;)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == 0)
{
osDelay(10);//消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == 0)
{
osThreadSuspendAll();
printf("当前RAM：%d/100 \r\n",100 - xPortGetFreeHeapSize()*100/configTOTAL_HEAP_SIZE);
osThreadResumeAll();
home = pvPortMalloc(configTOTAL_HEAP_SIZE*4/100);
osThreadSuspendAll();
printf("申请之后RAM：%d/100 \r\n",100 - xPortGetFreeHeapSize()*100/configTOTAL_HEAP_SIZE);
osThreadResumeAll();
vPortFree(home);
osThreadSuspendAll();
printf("释放之后RAM：%d/100 \r\n",100 - xPortGetFreeHeapSize()*100/configTOTAL_HEAP_SIZE);
osThreadResumeAll();
}
}
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == 0)
{
osDelay(10);
}
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartKEY_Task */
}
4.2运行结果
