UC/OS-II的內(nèi)存管理OSMemCreate()分析
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/*
關(guān)于內(nèi)存控制塊的結(jié)構(gòu)體，
用來跟蹤每一個(gè)內(nèi)存分區(qū)
每一個(gè)分區(qū)可以分成很多個(gè)小的內(nèi)存塊
每一個(gè)內(nèi)存塊的大小都是相同的
*/
#if (OS_MEM_EN > 0) && (OS_MAX_MEM_PART > 0)
typedef struct { /* MEMORY CONTROL BLOCK */
/*內(nèi)存的起始地址*/
void *OSMemAddr; /* Pointer to beginning ofmemorypartition */
/*
鏈表指針，
能夠快速的實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的控制
*/
void *OSMemFreeList; /* Pointer to list of free memory blocks */
/*每一個(gè)內(nèi)存塊的大小*/
INT32U OSMemBlkSize; /* Size (in bytes) of each block of memory */
/*存在的內(nèi)存塊數(shù)量*/
INT32U OSMemNBlks; /* Total number of blocks in this partition */
/*空閑的內(nèi)存空間*/
INT32U OSMemNFree; /* Number ofmemoryblocks remaining in this partition */
} OS_MEM;
基本的實(shí)現(xiàn)思想就是將內(nèi)存分區(qū)分解成很多的大小相同的內(nèi)存塊，然后OSMemFreeList將所有的內(nèi)存塊鏈接起來，但是此處的鏈接與我們常用的鏈表存在一定的差別，這也是內(nèi)存管理中常用的技巧之一，即在當(dāng)前塊的起始地址處存放下一個(gè)內(nèi)存塊的地址，這樣就能比較快速的實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的管理。在uc/os-II的內(nèi)存管理代碼的OS_MEM *OSMemCreate (void *addr, INT32U nblks, INT32U blksize, INT8U *err)函數(shù)中存在一些代碼難點(diǎn)。特別是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的使用，在uc/os-II中我們看見了大量的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換問題，下面就做一下簡要的分析：
OS_MEM *OSMemCreate (void *addr, INT32U nblks, INT32U blksize, INT8U *err)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3 /* Allocate storage for CPUstatusregister */
OS_CPU_SR cpu_sr;
#endif
OS_MEM *pmem;
INT8U *pblk;
void **plink;
INT32U i;
/*檢測參數(shù)的正確性*/
#if OS_ARG_CHK_EN > 0
if (addr == (void *)0) { /* Must pass a valid address for the memory part. */
*err = OS_MEM_INVALID_ADDR;
return ((OS_MEM *)0);
}
if (nblks < 2) { /* Must have at least 2 blocks per partition */
*err = OS_MEM_INVALID_BLKS;
return ((OS_MEM *)0);
}
if (blksize < sizeof(void *)) { /* Must contain space for at least a pointer */
*err = OS_MEM_INVALID_SIZE;
return ((OS_MEM *)0);
}
#endif
OS_ENTER_CRITICAL();
/*得到空閑的內(nèi)存控制塊*/
pmem = OSMemFreeList; /* Get next free memory partition */
/*更新內(nèi)存控制塊鏈表*/
if (OSMemFreeList != (OS_MEM *)0) { /* See if pool of free partitions was empty */
OSMemFreeList = (OS_MEM *)OSMemFreeList->OSMemFreeList;
}
OS_EXIT_CRITICAL();
if (pmem == (OS_MEM *)0) { /* See if we have a memory partition */
*err = OS_MEM_INVALID_PART;
return ((OS_MEM *)0);
}
/*
將一個(gè)分區(qū)的各個(gè)內(nèi)存小塊鏈接起來，
形成一個(gè)鏈表
*/
plink = (void **)addr; /* Create linked list of free memoryblocks */
/*得到一個(gè)固定的*/
pblk = (INT8U *)addr + blksize;
for (i = 0; i < (nblks - 1); i++) {
/*在當(dāng)前的地址處保存下一個(gè)內(nèi)存塊的地址*/
*plink = (void *)pblk;
/*將指針指向下一個(gè)內(nèi)存塊*/
plink = (void **)pblk;
/*得到第三個(gè)內(nèi)存塊的地址*/
pblk = pblk + blksize;
}
/*
將最后一個(gè)內(nèi)存塊的下一個(gè)地址設(shè)置為NULL；
*/
*plink = (void *)0; /* Last memoryblockpoints to NULL */
/*得到內(nèi)存分區(qū)的起始地址*/
pmem->OSMemAddr = addr; /* Store start address ofmemorypartition */
/*
將內(nèi)存塊的鏈表頭指向當(dāng)前地址
通過鏈表能夠快速的找到下一個(gè)內(nèi)存塊的地址
只需要對(duì)鏈表取地址，
然后將指針指向該地址就能實(shí)現(xiàn)快速的切換
*/
pmem->OSMemFreeList = addr; /* Initialize pointer to pool of free blocks */
/*空閑的內(nèi)存塊*/
pmem->OSMemNFree = nblks; /* Store number of free blocks in MCB */
/*內(nèi)存的總塊數(shù)*/
pmem->OSMemNBlks = nblks;
/*內(nèi)存塊的大小*/
pmem->OSMemBlkSize = blksize; /* Store block size of eachmemoryblocks */
*err = OS_NO_ERR;
return (pmem);
}
上面的代碼大致的意思就是完成內(nèi)存塊的鏈接以及內(nèi)存分區(qū)控制單元的初始化操作，但是有幾句代碼存在一定的理解難度。
plink = (void **)addr; /* Create linked list of free memory blocks */
pblk = (INT8U *)addr + blksize;
for (i = 0; i < (nblks - 1); i++) {
*plink = (void *)pblk;
plink = (void **)pblk;
pblk = pblk + blksize;
}
*plink = (void *)0; /* Lastmemoryblockpoints to NULL */
下面幾句代碼中存在大量的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，我們一句一句的分析，plink=(void**)addr的意思是將傳遞進(jìn)來的地址強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，原因是因?yàn)閜link是一個(gè)存儲(chǔ)在函數(shù)棧中的變量，它指向了addr指向的地址，而該地址處將來存儲(chǔ)的也是一個(gè)地址，因此可以看做二維指針，而addr只是一維指針，因此需要強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為二維指針。
引用：在聲明的時(shí)候，plink是二維指針，在這里將addr強(qiáng)制的轉(zhuǎn)換成二維指針再賦值給plink的原因是：讓addr以前指向的內(nèi)容讓編譯器解釋成地址，也就是一個(gè)指針，如果不做這個(gè)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，以前addr指向的內(nèi)容就不是一個(gè)地址，也就是不是指針，在這個(gè)函數(shù)當(dāng)中，我們想把a(bǔ)ddr指向的二維數(shù)組，分割成大小相同的若干塊，就必須用指針把它們鏈接起來，所以將addr強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成二維指針，然后賦值給plink，然后讓plink去執(zhí)行連接的操作，也就是在以前addr指向的地方放上指針；plink本身是存放在棧上的，plink這個(gè)符號(hào)的值是指向addr的，*plink就是取plink指向地址單元的內(nèi)容，而 plink指向地址單元的內(nèi)容是一個(gè)地址，即是一個(gè)指針，plink指向地址單元的內(nèi)容也就是addr指向地址單元的內(nèi)容，但由于addr是一維指針，所以它指向的內(nèi)容不會(huì)被解釋成一個(gè)地址，而是一般的內(nèi)容?，F(xiàn)在*plink就是把a(bǔ)ddr所在存儲(chǔ)單元的內(nèi)容解釋成一個(gè)指針，并且將下一個(gè)block的首地址賦值給此存儲(chǔ)單元，理解了這點(diǎn)就可以理解下面的源代碼了，同時(shí)對(duì)C里面指針的概念又有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。http://blog.csdn.net/uestczhangchao/article/details/5589476
pblk=(INT8U*)addr+blksize;這句代碼其中暗含了我們對(duì)指針加減操作的基本理解，因?yàn)樵趗c/OS-II中是按照字節(jié)作為內(nèi)存塊分布的，所以進(jìn)行了INT8U*的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證addr+blksize的操作是增加多少個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。因?yàn)镃語言中指針的加減是與其指向的類型的內(nèi)存空間密切相關(guān)的，比如int * p = 0; p ++;此時(shí)的p = 4；而當(dāng)char *p = 0; p ++; 此時(shí)的p = 1；這就說明了指針的加減必須注意數(shù)據(jù)的類型，而不能直接對(duì)void*類型的指針進(jìn)行加減操作。
*plink=(void*)pblk;因?yàn)閜link是一個(gè)棧中變量，而對(duì)plink取進(jìn)行解引用，實(shí)際上就是得到addr的值，但是*plink是一個(gè)地址，還是一個(gè)指針，因此需要強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。
plink=(void**)pblk;上面的代碼已經(jīng)分析。
基本的思想就是需要注意常數(shù)轉(zhuǎn)換為指針的方式方法：int* p = (int *)0x45342341;int **p = (int **)0x45342341;指針的引入主要就是為了解決內(nèi)存問題，因此對(duì)內(nèi)存的管理直接體現(xiàn)了對(duì)指針的理解深度。
評(píng)論