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RT-Thread 入门学习笔记 - 熟悉动态内存申请与释放

发布于 2021-02-18 12:51:27 浏览：1702 订阅该版

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## 前言

- 最近使用RT-Thread的动态内存管理：rt_malloc rt_free，总结一下使用心得。

- 掌握动态内存的申请与释放。

## 问题描述

- 使用rt_malloc 一个字节后，发现，内存消耗：24字节！

- 使用rt_free 一个动态申请的buf后，buf指针还在！

## 问题分析

验证平台：Pandora STM32L4平台，RT-Thread 4.0.3

测试函数：

```c
rt_uint8_t *ptr_buf = RT_NULL;

void mem_malloc_test(int argc, char **argv)
{
    rt_uint32_t buf_len = 0x00;

if (argc >= 2)
    {
        buf_len = atoi(argv[1]);
        ptr_buf = rt_malloc(buf_len);
        rt_kprintf("%s:malloc len=%d\n", __func__, buf_len);
        rt_kprintf("%s: ptr=%p\n", __func__, ptr_buf);
    }
    else
    {
        rt_kprintf("help: mem_malloc_test 3\n");
    }
}

void mem_free_test(void)
{
    if (ptr_buf != RT_NULL)
    {
        rt_free(ptr_buf);
        rt_kprintf("%s: free OK!\n", __func__);
        rt_kprintf("%s: ptr=%p\n", __func__, ptr_buf);
    }
    else
    {
        rt_kprintf("%s: error! buffer is null!\n", __func__);
    }
}

MSH_CMD_EXPORT(mem_malloc_test, memory malloc test);
MSH_CMD_EXPORT(mem_free_test, memory free test);

```
如下表：

| init  | rt_malloc | rt_free | buf_len | total size | diff |
| ----- | --------- | ------- | ------- | ---------- | ---- |
| 28788 | 28812     | 28788   | 1       | 24         | 23   |
| 28788 | 28812     | 28788   | 4       | 24         | 20   |
| 28788 | 28812     | 28788   | 8       | 24         | 16   |
| 28788 | 28812     | 28788   | 10      | 24         | 14   |
| 28788 | 28812     | 28788   | 11      | 24         | 13   |
| 28788 | 28812     | 28788   | 12      | 24         | 12   |
| 28788 | 28816     | 28788   | 13      | 28         | 15   |
| 28788 | 28816     | 28788   | 16      | 28         | 12   |
| 28788 | 28820     | 28788   | 20      | 32         | 12   |
| 28788 | 28824     | 28788   | 24      | 36         | 12   |
| 28788 | 28900     | 28788   | 100     | 112        | 12   |
| 28788 | 39040     | 28788   | 10240   | 10252      | 12   |
| 28788 | 69760     | 28788   | 40960   | 40972      | 12   |

- 申请1~12个字节，都会占用：24字节。

- 申请的字节数，不是4字节对齐的，依旧与4字节对齐的占用相同的大小。如申请13~16字节，占用内存都是28。

- 申请大于12字节的内存，如13、16、100、1K、10K、40K等，内存管理部分额外占用均为：12字节。

- rt_malloc 与 rt_free成对使用，不会造成内存的泄漏

- rt_free后，free的buffer没有了，但是，buffer指针值并不改变！

## 重点问题

- 申请内存后，rt_free这个buf，buf指针还是存在的。所以rt_free后，需要手动赋值buf为null。

- rt_free后，buf指针还在，若不手动把这个buf指针赋值为null，多次free这个buf，会出现意想不到的后果！

- 以下，我用一个全局的指针，申请内存后，多次free（free后，指针没有手动改为null）

- 备注：经过验证，发现字节意外【关闭了RT_ASSERT功能】，否则，重复rt_free，是会出现ASSERT断言的！！

- 以下数据，仅供参考，意思是：rt_free后，需要手动把指针改为null，不可重复free！

```c
msh />free
total memory: 82256
used memory : 24564
maximum allocated memory: 27572
msh />mem_mal
mem_malloc_test
msh />mem_malloc_test 12
mem_malloc_test:malloc len=12
mem_malloc_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 24588
maximum allocated memory: 27572
msh />mem_free_test
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28788
maximum allocated memory: 29604
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28764 /* 内存在变小！！！！ */
maximum allocated memory: 29604
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28740 /* 内存在变小！！！！ */
maximum allocated memory: 29604
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28692
maximum allocated memory: 29604
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28668  /* 内存在变小！！！！ */
maximum allocated memory: 29604
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28644 /* 内存在变小！！！！ */
maximum allocated memory: 29604
msh />mem_free_test
to free a bad data block:
mem: 0x20003e98, used flag: 0, magic code: 0x1ea0
mem_free_test: free OK!
mem_free_test: ptr=20003ea4
msh />free
total memory: 82256
used memory : 28620 /* 内存在变小！！！！ */
maximum allocated memory: 29604
msh />

```c

- 发现一个全局的指针，申请一次内存后，多次free，虽然报错，但依旧可以free

- 问题的根本原因：【关闭了RT_ASSERT功能】

## 总结

- 正确使用rt_malloc 与 rt_free，成对出现

- 静态内存虽然好用，但一直占用内存，所以，一些不定长的数据接收buffer，可以使用动态内存管理。

- 注意free后的内存，指针地址还在，如果为全局的指针，最好free后，手动改为null。