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RT-Thread--内核学习memheap（七）

发布于 2018-10-05 16:35:20 浏览：2050 订阅该版

本帖最后由 yushigengyu 于 2018-10-12 09:58 编辑

继续来看RTT内存分配相关的算法，RTT文档中已经说明了，RTT的内存分配管理算法总共有三种，第一种在上一篇已经看过了，这篇来看看这第二种算法。

这种算法是最常见也时比较简单的内存分配算法。

这个算法中，内存池是由一个个小的内存控制块组成。这里贴一张官方的资料图：

![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-3fa2ed613da64533543d884fcd9e7eec_hd.jpg)

[attach]6466[/attach]
每个**内存控制块（不管是已分配的内存块还是空闲的内存块）都包含一个数据头**，其中包括：

magic – 变数（或称为幻数），它会被初始化成0x1ea0（即英文单词heap），用于标记这个内存块是一个内存管理用的内存数据块，magic变数不仅仅用于标识这个数据块是一个内存管理用的内存数据块，实质也是一个内存保护字：如果这个区域被改写，那么也就意味着这块内存块被非法改写（正常情况下只有内存管理器才会去碰这块内存）

used - 指示出当前内存控制块是否已经分配。

**内存控制块通过两个链表结构相连（官方的图只有一个），一个链表将所有内存控制块都连接起来，另一个链表将所有空闲的内存控制块连接起来**。

在内存分配控制器初始化的时候，它包含2个内存控制块，一个最大的内存控制块，它包含了所有可以使用的内存，另一个内存控制块作为内存控制块列表中的结尾内存控制块，标记出整个内存池的结尾。[attach]6467[/attach]
初始化时的整个内存池接下来再说下内存分配的流程：

当有线程申请该内存池的内存的时候。假设申请的内存大小为size。

首先判断size是否大于available_size，

[list=1]
[*]若大于，直接返回分配失败。
[*]若小于或等于，依次查找空闲内存控制块列表，并比较其与内存控制块内包含可使用内存的大小。这里有**可以考量的小地方**。每个内存控制块所包含的可使用内存大小有**两种储存方式**，一种是**直接存储在内存控制块**中，另外一种就是内存控制块链表查找到下一个控制块的首地址，然后**计算得出可用内存大小**。前一种可以减少一次计算加快分配速度，后一种可以节约控制块的额外体积。RTT中采用的是第二种方案。
[*]若找到了对应的控制块。判断是否需要拆分内存控制块。拆分的意思是，该内存控制块对于申请的内存总量来说太大了（例如，内存块中有1K内存，申请了200个字节），就会将这个内存块拆分成两块（200+800）。
[*]找不到对应的控制块说明虽然总空间够用，但是大的内存被占用的内存分割了，这也就是传说中的内存碎片了。这种情况继续加重的话有可能导致最终无法分配大的内存。这也是这种内存分配算法的固有问题。
[/list]这里放一张分配过一次内存后的内存池结构。[attach]6468[/attach]
说完分配再说释放：

释放内存其实就是把内存控制块标志位的used标志清空，然后把该控制块重新加入空闲内存控制块列表。

其中有个需要注意的地方，前面已经说过如果所有内存块都拆分成小的内存块之后，有可能即使有足够的内存空闲，却也无法分配的情况。这种情况有两种，可以分别称为假内存碎片和真雷村碎片，如下。
[attach]6469[/attach]
假内存碎片

这种情况下，明显块3和块2是可以合并的。在RTT中，当释放内存的时候，会自动检测内存块的两边，如果有可以合并的内存块，就会在释放的时候直接完成合并的任务。

另一种是无法合并的情况：
[attach]6470[/attach]

可以想象，随着内存的分配->释放->分配->释放...循环，最终可能会把一整个内存池分割成一个个这样的小内存块，此后就没法分配大块的内存。一般嵌入式设备可以通过定期重启解决这个问题。

关于RTT的memheap的内存分配算法就分析到这里。RTT还有一个内存分配算法，就留到下一篇来看了。