单片机如何对内存进行管理

内存管理，是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。前面我们有介绍过如何使用FSMC外扩SRAM，实现内存容量的扩展。通过扩展后，我们可使用的内存（外扩SRAM容量是1MB，STM32F103ZET6内部SRAM有64KB）就比较多了。

尽管有这么多可使用的内存，但我们还是得使用某种方式来有效管理这些内存，这种方式和我们学习C语言时，使用malloc和free函数来申请内存和内存释放类似，malloc用于申请内存，free用于释放内存。本文我们就来介绍一种简单的内存管理方式：分块内存管理。该方法的实现原理如图44.1.1所示：

从上图我们可以看出，内存管理由内存池和内存管理表两部分组成，内存池被分成n个内存块，然后对应内存管理表，内存管理表就是用来标识相应的内存块是否使用，我们可以对它进行设置。当相应的内存管理表设置为0的时候，表示该内存块没有被使用；而当内存管理表设置为非零的时候，表示该内存已被使用，而内存管理表里面的数字表示当前申请内存块的数量，且申请的内存块是连续的。

从上图中我们还可以看出内存分配的方向是从底到顶的分配方向，即首先从最末端开始找空内存。通常当内存管理刚初始化的时候，内存表全部清零，表示没有任何内存块被占用。

（1）内存分配原理

当指针p调用malloc申请内存的时候，先判断p要分配的内存块数（m），然后从第n项开始，向下查找，直到找到m块连续的空内存块（即对应内存管理表项为0），然后将这m个内存管理表项的值都设置为m（标记被占用），最后，把最后的这个空内存块的地址返回指针p，完成一次分配。注意，如果当内存不够的时候（找到最后也没找到连续的m块空闲内存），则返回NULL给p，表示分配失败。

（2）内存释放原理

当p申请的内存用完，需要释放的时候，调用free函数实现。free函数先判断p指向的内存地址所对应的内存块，然后找到对应的内存管理表项目，得到p所占用的内存块数目m（内存管理表项目的值就是所分配内存块的数目），将这m个内存管理表项目的值都清零，标记释放，完成一次内存释放。关于分块式内存管理，我们就介绍到这里，想要了解更多内存管理的知识可以百度查找，网上也有很多这样的介绍。