vxworks內(nèi)存管理

1、vxworks內(nèi)存管理基本概念

（1）內(nèi)存和外部存儲(chǔ)器的概念：一般RAM屬于內(nèi)存而Flash、ROM、NVRAM是嵌入式操作系統(tǒng)的外部存儲(chǔ)器；

（2）操作系統(tǒng)的內(nèi)存分配一般都在系統(tǒng)啟動(dòng)或者復(fù)位的情況下進(jìn)行，在運(yùn)行時(shí)盡量避免內(nèi)存動(dòng)態(tài)申請和釋放，因?yàn)檫@樣會(huì)帶來系統(tǒng)的不穩(wěn)定性；

（3）vxworks為用戶提供了2中內(nèi)存區(qū)域：一種是Region內(nèi)存域，是可變長的內(nèi)存區(qū)域；另一種是partition內(nèi)存分區(qū)，是定長的；vxworks內(nèi)核和應(yīng)用程序?qū)?nèi)存的操作都是基于內(nèi)存分區(qū)進(jìn)行的；

2、vxworks中的內(nèi)存布局

（1）vxworks 中主要涉及到的內(nèi)存單元的概念有：內(nèi)存分區(qū)、內(nèi)存池、內(nèi)存塊；

①內(nèi)存池是一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域，包含一塊或者多塊內(nèi)存塊；這些區(qū)域由memPartAlloc和memPartFree來申請和釋放；

②內(nèi)存分區(qū)：包含自身的描述信息和一個(gè)或者多個(gè)內(nèi)存池，描述信息保存在內(nèi)存分區(qū)中而內(nèi)存池就是該內(nèi)存分區(qū)擁有的實(shí)際內(nèi)存空間；內(nèi)存分區(qū)在剛創(chuàng)建的時(shí)候

只有一個(gè)內(nèi)存池，用戶程序可以往該內(nèi)存分區(qū)中增加別的內(nèi)存池，操作系統(tǒng)和通常大部分用戶對內(nèi)存的操作，都發(fā)生在系統(tǒng)的內(nèi)存池中；

（2）vxworks啟動(dòng)的是BootRom+vxworks方式，那么系統(tǒng)中先后存在2種內(nèi)存布局；

①BootRom運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存布局：

reboot啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，內(nèi)存RESERVED和USE_REVERSE_MEM不會(huì)清楚UIqing這倆快內(nèi)存區(qū)域，系統(tǒng)冷啟動(dòng)時(shí)會(huì)清楚所有的內(nèi)存區(qū)域；因此可以利用熱啟動(dòng)不進(jìn)行清清除這倆塊內(nèi)存區(qū)域來記錄一些非常關(guān)鍵的信息寫入U(xiǎn)SE_REVERSE_MEM中來 解決問題，

②vxworks運(yùn)行時(shí)內(nèi)存布局

3、內(nèi)存分配的算法 （1）內(nèi)存的管理方法分為2種，可用表和自由鏈；

①可用表：即一張二維表格，每個(gè)表項(xiàng)記錄了一個(gè)空閑內(nèi)存塊，主要參數(shù)包括塊號、長度、起始地址；管理比較簡單，但是表的大小無法確定，自身需要占用內(nèi)存；

②自由鏈：自由鏈利用每個(gè)空閑塊開始的幾個(gè)內(nèi)存單元存放本空閑塊的大小以及下個(gè)空閑塊的起始地址；缺點(diǎn)是查詢量較大，但是自由鏈指針利用了自身的空閑單元，因此不需要額外占用內(nèi)存塊；鏈表大小沒有限制，容易添加或者刪除節(jié)點(diǎn)，vxworks中利用自由鏈來管理內(nèi)存空閑塊；

（2）內(nèi)存分配算法：可以分為三種，最先適應(yīng)法、最佳適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法；

①最先適應(yīng)法：可用表和自由鏈按起始地址遞增的次序排列，特點(diǎn)：一旦找到大于或者等于所要求的內(nèi)存長度的內(nèi)存塊，則結(jié)束搜索；該算法將從找到的內(nèi)存劃分出用戶需要的內(nèi)存分配給用戶，如果相鄰的有空閑塊則將剩余部分與空閑塊合并；

②最佳適應(yīng)法：要求空閑內(nèi)存塊按照從小到大的次序組成可用表或自由鏈。當(dāng)系統(tǒng)申請一個(gè)內(nèi)存時(shí)，內(nèi)存管理程序從表頭開始查找直到找到大雨裹著等于需要的空閑內(nèi)存塊為止，當(dāng)內(nèi)存塊大于申請的內(nèi)存塊時(shí)，按照最先適應(yīng)法去處理；

③最壞適應(yīng)法：與最佳適應(yīng)法正好相反，要求空閑塊按照從大到小的次序組成可用表或者西游鏈，當(dāng)系統(tǒng)申請內(nèi)存時(shí)首先檢查第一個(gè)空閑塊的大小是否等于或大于所要求的內(nèi)存塊大小，如果大于則分配給用戶，然后調(diào)整空閑塊的可用表或者自由鏈；

三種方法最佳適應(yīng)法具有最佳性能，由于最先適應(yīng)法和最壞適應(yīng)法都需要對空閑內(nèi)存塊進(jìn)行排序，而最佳適應(yīng)法只是調(diào)整空閑塊的大小，位置并未發(fā)生改變；最先適應(yīng)法得到的內(nèi)存空間最接近用戶所需求內(nèi)存的大小，往往剩下的空閑內(nèi)存塊會(huì)很小，不便于得到利用，容易產(chǎn)生碎片；相反最壞適應(yīng)法剩下的空閑塊可能會(huì)大，容易被使用，相對減少內(nèi)存碎片的產(chǎn)生；vxworks基于以上原因和嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性采用了最先適應(yīng)法；vxworks沒有清楚碎片的功能，因此在實(shí)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生；

4、內(nèi)存管理API函數(shù)

1、創(chuàng)建內(nèi)存分區(qū)memPartCreate,該函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)內(nèi)存分區(qū)，包含一個(gè)內(nèi)存值，返回值為分區(qū)ID，以便之后進(jìn)行操作，有了內(nèi)存分區(qū)就方便管理多個(gè)內(nèi)存池；

PART_ID memPartCrete

{

/*內(nèi)存分區(qū)的起始地址*/

char *pPool;

/*內(nèi)存分區(qū)的大小*/

unsigned poolSize;

}

2、memPartAddToPool在內(nèi)存分區(qū)中增加一個(gè)額外單獨(dú)的內(nèi)存池，每調(diào)用一次memPartAddToPool分區(qū)中的內(nèi)存池?cái)?shù)量就加1；一個(gè)分區(qū)中相鄰的內(nèi)存池地址不一定連續(xù)創(chuàng)建成功返回OK,失敗返回ERROR;

STATUS?memPartAddToPool

{

/*內(nèi)存分區(qū)的ID*/

FAST PART_ID partId；

/*內(nèi)存池的起始地址*/

FAST char *pPool;

/*內(nèi)存池的大小*/

FAST unsigned poolSize;

}

3、memPartAlignedAlloc在指定內(nèi)存分區(qū)的內(nèi)存池中分配一個(gè)內(nèi)存塊時(shí)2的整數(shù)次冪的內(nèi)存塊；

void *memPartAlignedAlloc

{

FAST PART_ID partId；

unsigned nBytes;

unsigend aligment;

}

在沒有內(nèi)存共享的情況下memPartAlignedAlloc和memPartAlloc作用相同；

4、memPartFree/malloc/free/calloc/cfree登；