15天入门-第6次堆的初始化和使用

发布于 2018-05-23 01:16:46 浏览：1385 订阅该版

* 本帖最后由 小住住 于 2018-5-23 01:40 编辑 *

堆的初始化和使用：
1、简述堆、栈 
堆：先进先出  程序员自己分配释放。这个是什么意思呢?有什么例子可以说明吗?
栈后进先出，系统自动分配释放
```c
fun (int v)
{ 
int m;   v,m  是栈，系统分配的。
} First in last out FILO

u8 *p  p = malloc(10);free(p);first in first out FIFO
```

2、IDE环境下传统裸机系统的动态内存分配和使用
是在.s 启动文件中分配的 `Heap_Size       EQU     0x00000200`  这个是最大的,你自己在裸机
情况下使用`malloc` 动态分配时候,要注意不要超过这个最大值.
其实可以把这里改成`0`,因为我们后续使用`rtos` 来分配,不改也可以,因为也没占多少内存.

3、RT-Thread的动态内存分配和使用:
3.0.3版本是在board.c 的 `void rt_hw_board_init(void)` 的这个函数下面:
```c
#ifdef RT_USING_HEAP
    rt_system_heap_init((void *)HEAP_BEGIN, (void *)HEAP_END);
#endif
```
其中:`#define HEAP_BEGIN  ((void *)&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit)`  的意思就是查看map 文件中
`Total RW  Size (RW Data + ZI Data) 3488 (3.41kB)` 大小,然后用总大小64K减去这个值.
```c
#define HEAP_END    STM32_SRAM_END 
```
4、例程源码解析
```c
 ptr1 = rt_malloc(1);分配一个字节.
 memset(ptr1, 1, 1);
rt_free(ptr1);
```
查看系统动态内容命令:free

5、RT_Thread下动态内存分配时的注意事项:
什么情况下用动态内存分配呢?最大的好处是灵活.
音频解码,总共`96k,  mp3` 解码 用`40K`, `flac` 解码用60K,如果同时用静态内存分配,根本编译都通过不了.
所以这种情况就需要用到动态内存分配.
缺点就是 分配和释放 成对使用,否则会内存泄漏,是指用户忘了释放,系统以为一直占用着.
往往使用时候需要对分配的函数的返回值作处理,`ptr2=rt_malloc(13)`,如果成功,返回分配的内存的地址.如果失败,返回空指针.
hardfault 操作野指针会发生这个错误.
```c
if(RT_NULL == ptr1)
{
  rt_kprintf("faild")
  return -1.
}
```
6、其他关于动态内存使用的API
`rt_malloc(10)`
`rt_realloc(20)`  如果发现分配的不够了,然后再在基础上增加.虽然是20个,但其实是在原来基础上增加10个.

`void *rt_calloc(rt_size_t count, rt_size_t size)` 分配count 个 size大小的对象.
::::::::::
不过有一点没有讲清楚，就是rt_malloc并非从.s文件分配的heap里面申请内存，而是从整个ram剩余空间申请，
虽然意思是这样，但还是说明一下比较好。尤其是之前讲解了malloc从.s文件定义的heap里面分配，
接着就讲了rt_malloc，容易混淆。另外，老大说malloc在使用libc时也是从ram空余空间申请内存的，
并非.s文件里面定义的，感觉这块需要说明一下。

作业:
1.帮忙理解动态内存是从哪来的.查看map 文件:使用目标芯片总ram - 程序中全局变量区占用ram 数 = ? rt-thread 动态内存大小.
```
Total RW  Size (RW Data + ZI Data)              3488 (   3.41kB)
64k - 3.41k = 64*1024 - 3488 = 62048,
```
为什么比free 的多呢?
`free` 命令后是:`total memory:62024`
2.编程练习`rt_calloc` `rt_realloc`.

出现一个错误:free a bad data block.

```c
int heap_malloc_init(void)
{
    rt_uint8_t *ptr1, *ptr2, *ptr3, *ptr4, *ptr5,*ptr6,*ptr7;

ptr1 = rt_malloc(1);
    ptr2 = rt_malloc(13);
    ptr3 = rt_malloc(31);
    ptr4 = rt_malloc(127);
    ptr5 = rt_malloc(0);
			
	  ptr6 = rt_calloc(3,20);
//void *rt_calloc(rt_size_t count, rt_size_t size)
//void *rt_realloc(void *rmem, rt_size_t newsize)

memset(ptr1, 1, 1);
 memset(ptr2, 2, 20);
 memset(ptr3, 3, 31);
 memset(ptr4, 4, 127);
	 memset(ptr6, 5,60);
 ptr7=rt_realloc(ptr2,20);
 if (mem_check(ptr1, 1, 1) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 1 failed ");
 if (mem_check(ptr2, 2, 20) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 2 failed ");
 if (mem_check(ptr3, 3, 31) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 3 failed ");
 if (mem_check(ptr4, 4, 127) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 4 failed ");
 if (mem_check(ptr6,5,60) == RT_FALSE)
			 rt_kprintf("mem_check 5 failed ");
		rt_free(ptr7);
		rt_free(ptr6);
 rt_free(ptr4);
 rt_free(ptr3);
 rt_free(ptr2);
 rt_free(ptr1);

if (ptr5 != RT_NULL)
 {
 rt_free(ptr5);
 }
 rt_kprintf("reach here ok "); 
 return 0;
}
```

这样就可以了.不用释放ptr2.另外并不是prt2 = 20,好像prt7 就替换了prt2 一样.
```c
int heap_malloc_init(void)
{
    rt_uint8_t *ptr1, *ptr2, *ptr3, *ptr4, *ptr5,*ptr6,*ptr7;

ptr1 = rt_malloc(1);
    ptr2 = rt_malloc(13);
    ptr3 = rt_malloc(31);
    ptr4 = rt_malloc(127);
    ptr5 = rt_malloc(0);
			
	  ptr6 = rt_calloc(3,20);
//void *rt_calloc(rt_size_t count, rt_size_t size)
//void *rt_realloc(void *rmem, rt_size_t newsize)

memset(ptr1, 1, 1);
 memset(ptr2, 2, 13);//must 13 
 memset(ptr3, 3, 31);
 memset(ptr4, 4, 127);
	 memset(ptr6, 5,60);
 ptr7=rt_realloc(ptr2,20);
	 memset(ptr7,7,20);
 if (mem_check(ptr1, 1, 1) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 1 failed ");
 if (mem_check(ptr2, 2, 13) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 2 failed ");
 if (mem_check(ptr3, 3, 31) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 3 failed ");
 if (mem_check(ptr4, 4, 127) == RT_FALSE)
 rt_kprintf("mem_check 4 failed ");
 if (mem_check(ptr6,5,60) == RT_FALSE)
			 rt_kprintf("mem_check 5 failed ");
		 if (mem_check(ptr7,7,20) == RT_FALSE)
			 rt_kprintf("mem_check 5 failed ");
		
		rt_free(ptr7);
		rt_free(ptr6);
 rt_free(ptr4);
 rt_free(ptr3);
 // rt_free(ptr2);
 rt_free(ptr1);

if (ptr5 != RT_NULL)
 {
 rt_free(ptr5);
 }
 rt_kprintf("reach here ok "); 
 return 0;
}
```