嵌入式作業系統核心原理和開發（固定記憶體配置演算法）

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    固定記憶體方式是最簡單的方法，也是最容易想到的方法。所謂的固定記憶體，就是所有分配的記憶體單元都是一致的。不管你申請的記憶體大小是多少，它都有一個最小的記憶體。因此，你申請的記憶體都會轉化為單元記憶體的倍數。所以，演算法會根據申請的記憶體計算出一個合適的申請記憶體，

int get_best_fit_size(int size){    int bestSize = UNIT_SIZE;    while(bestSize < size && bestSize != MEMORY_SIZE)    {        bestSize <<= 1;    }    if(MEMORY_SIZE == bestSize)    {        return 0;    }        return bestSize;}

    有了合適的記憶體大小之後，你還需要判斷是否有合適的記憶體。關鍵就是檢查記憶體flag標記，判斷是否存在連續的記憶體，有的話就分配給你；如果沒有，那也沒辦法。這裡為了簡單，我們就用了最快分配的原則，找到一個合適的記憶體就立馬返回。

int check_if_buffer_exist(int bufferSize, char* pStart){    int number = bufferSize / UNIT_SIZE;    int index;    for(index = 0; index < number; index ++)    {        if(&pStart[index] >= ((char*)pMemAddr + TOTAL_UNIT))            return 0;        if(0 != pStart[index])            return 0;    }    return 1 ;}

    當然分配到了記憶體之後，我們就需要進行標記，即註明當前記憶體已經分配了；當然在釋放的時候我們還要把這些標記給清除出去。

void set_memory_used_flag(int bufferSize, char* pData, char flag){    int offset = (pData - (char*)pMemAddr - TOTAL_UNIT - MEM_SIZE_UNIT) / UNIT_SIZE;    int index;    for(index = 0; index < (bufferSize / UNIT_SIZE); index ++)    {        ((char*) pMemAddr + offset )[index] = flag;    }}

    有了所有的這些條件，其實我們就可以有一個基本的記憶體配置函數了。下面我們會給出一個完整的記憶體配置案例，記憶體的空間內容是這樣安排的：（1）記憶體標誌；（2）記憶體大小標記；（3）記憶體空間。其實（1）和（2）事實上都是管理記憶體的內容，但是也是必須分配的部分。打個比方來說，我們知道國家是需要向公民收稅的，但是收的稅不可能全部進國庫。因為收稅本身是有成本的，你必須把這一部分錢提前拿出來。

/********************************************************           memory alloc & free file********************************************************/#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <string.h>/********************************************************              macro definition********************************************************/#define MEMORY_SIZE    (0x1 << 24)#define UNIT_SIZE      (0x1 << 12)#define TOTAL_UNIT     (MEMORY_SIZE / UNIT_SIZE)#define MEM_SIZE_UNIT  (TOTAL_UNIT << 2)/********************************************************           global data definition********************************************************/static void* pMemAddr;/******************************************************** function: initial memory module function********************************************************/void memory_init(){    int index;    /* alloca memory */    pMemAddr = (void*)malloc(MEMORY_SIZE);    if(NULL == pMemAddr)        return;    /* initial global data */    memset(pMemAddr, 0, MEMORY_SIZE);    /* set mng memory flag */    for(index = 0; index < ((TOTAL_UNIT + UNIT_SIZE - 1 ) / UNIT_SIZE) ; index++)        *((char*)pMemAddr + index) = 1;}/******************************************************** function: find best size for the memory********************************************************/int get_best_fit_size(int size){    int bestSize = UNIT_SIZE;    while(bestSize < size && bestSize != MEMORY_SIZE)    {        bestSize <<= 1;    }    if(MEMORY_SIZE == bestSize)    {        return 0;    }        return bestSize;}/******************************************************** function: check if buffer still exists********************************************************/int check_if_buffer_exist(int bufferSize, char* pStart){    int number = bufferSize / UNIT_SIZE;    int index;    for(index = 0; index < number; index ++)    {        if(&pStart[index] >= ((char*)pMemAddr + TOTAL_UNIT))            return 0;        if(0 != pStart[index])            return 0;    }    return 1 ;}/******************************************************** function: process memory allocation********************************************************/char* _mem_malloc(int bufferSize){    int index;       for(index = 0; index < TOTAL_UNIT; index ++)    {        if(check_if_buffer_exist(bufferSize, (char*)pMemAddr + index))            break;    }    if(TOTAL_UNIT == index)        return NULL;    return (char*)pMemAddr + TOTAL_UNIT + MEM_SIZE_UNIT + UNIT_SIZE * index;}/******************************************************** function: set the applied memory size********************************************************/void set_memory_size(int bufferSize, char* pData){    int offset = (pData - (char*)pMemAddr - TOTAL_UNIT - MEM_SIZE_UNIT) / UNIT_SIZE;    int number = bufferSize / UNIT_SIZE;    ((int*)((char*) pMemAddr + TOTAL_UNIT ))[offset] = number;}/******************************************************** function: get the applied memory size from address********************************************************/int get_memory_size(char* pData){    int offset = (pData - (char*)pMemAddr - TOTAL_UNIT - MEM_SIZE_UNIT) / UNIT_SIZE;       return  ((int*)((char*) pMemAddr + TOTAL_UNIT))[offset];}/******************************************************** function: set memory used flag********************************************************/void set_memory_used_flag(int number, char* pData, char flag){    int offset = (pData - (char*)pMemAddr - TOTAL_UNIT - MEM_SIZE_UNIT) / UNIT_SIZE;    int index;    for(index = 0; index < number; index ++)    {        ((char*) pMemAddr + offset )[index] = flag;    }}/******************************************************** function: allocate memory from buffer********************************************************/void* mem_malloc(int size){    int bufferSize;    char* pData;    if(0 == size)        return NULL;    bufferSize = get_best_fit_size(size);    if(0 == bufferSize)        return NULL;    if(NULL == (pData = _mem_malloc(bufferSize)))        return NULL;    set_memory_used_flag(bufferSize / UNIT_SIZE, pData, 1);    set_memory_size(bufferSize, pData);    return (void*)pData;}/******************************************************** function: free memory to buffer********************************************************/void mem_free(char* pData){    int number;    if(NULL == pData)        return;    if(pData >= (char*) pMemAddr && pData < ((char*) pMemAddr + TOTAL_UNIT + MEM_SIZE_UNIT))        return;     if(0 == (number = get_memory_size(pData))) return;    set_memory_size(0, pData);    set_memory_used_flag(number, pData, 0);}/******************************************************** function: free all memory********************************************************/void memory_exit(){    free(pMemAddr);}/******************************************************** function: file entry starts here********************************************************/int main(int argc, char* argv[]){    memory_init();    memory_exit();    return 1;}