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27.2 动态内存管理移植
移植比较简单,仅需添加两个文件到工程即可。 27.2.1 MDK版的移植 第1步,添加如下两个文件到MDK中 注,以本章配套例子为例,这两个文件的路径Usermalloc。 第2步,添加路径。 第3步,添加头文件。 如果哪个源文件要用到动态内存,包含rtx_lib.h即可,本章配套例子是直接将其放在了bsp.h文件里面,哪个源文件要用到动态内存,直接包含bsp.h头文件即可。 通过这简单的三步就完成了MDK的移植。 27.2.2 IAR版的移植 第1步,添加如下两个文件到IAR中 注,以本章配套例子为例,这两个文件的路径Usermalloc。 第2步,添加路径。 第3步,添加头文件。 如果哪个源文件要用到动态内存,包含rtx_lib.h即可,本章配套例子是直接将其放在了bsp.h文件里面,哪个源文件要用到动态内存,直接包含bsp.h头文件即可。 通过这简单的三步就完成了IAR的移植。 27.3 动态内存的使用方法 下面分别以MDK和IAR为例进行说明: 27.3.1 MDK上的动态内存用法 定义动态内存区 比如当前的主RAM用的DTCM,我们就可以直接定义一块大的数组作为动态内存空间: /* DTCM, 64KB */ /* 用于获取当前使用的空间大小 */ mem_head_t *DTCMUsed; /* 定义为64位变量,首地址是8字节对齐 */ uint64_t AppMallocDTCM[64*1024/8]; 如果要使用AXI SRAM作为动态内存空间,可以使用__attribute__((at( )))指定地址。 /* D1域, AXI SRAM, 512KB */ /* 用于获取当前使用的空间大小 */ mem_head_t *AXISRAMUsed; /* 定义为64位变量,首地址是8字节对齐 */ uint64_t AppMallocAXISRAM[512*1024/8]__attribute__((at(0x24000000))); 初始化动态内存区 调用动态内存管理提供的函数osRtxMemoryInit即可做初始化: osRtxMemoryInit(AppMallocDTCM, sizeof(AppMallocDTCM)); osRtxMemoryInit(AppMallocAXISRAM, sizeof(AppMallocAXISRAM)); 申请动态内存 通过函数void *osRtxMemoryAlloc (void *mem, uint32_t size, uint32_t type)做动态内存申请。 第1个参数填写内存区首地址,比如申请的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。 第2个参数填写申请的字节大小,单位字节。 第3个参数固定填0即可。 返回值是所申请缓冲区的首地址,如果没有空间可用,将返回NULL,这点要特别注意! 举个例子: uint32_t *DTCM_Addres0, *AXISRAM_Addres0; /* 从DTCM申请280字节空间,使用指针变量DTCM_Addres0操作这些空间时不要超过280字节大小 */ DTCM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 280, 0); DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM); printf(“DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0280字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, DTCMUsed-》size, DTCMUsed-》used); /* 从AXI SRAM 申请160字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres0操作这些空间时不要超过160字节大小 */ AXISRAM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 160, 0); AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM); printf(“AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0162字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, AXISRAMUsed-》size, AXISRAMUsed-》used); 申请了空间后,就可以直接使用了。另外注意红色字体部分,通过DTCMUsed-》used和AXISRAMUsed-》used可以获取当前使用的空间大小。 释放动态内存 通过函数uint32_t osRtxMemoryFree (void *mem, void *block)做动态内存释放。 第1个参数填写内存区首地址,比如释放的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。 第2个参数填写申请内存时所获取的内存区首地址,这里用于释放。 返回值,返回1表示成功,返回0表示失败。 举个例子: /* 释放从DTCM申请的280字节空间 */ osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres0); DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM); printf(“释放DTCM动态内存区申请的0280字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, DTCMUsed-》used); /* 释放从AXI SRAM申请的160字节空间 */ osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres0); AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM); printf(“释放AXI SRAM动态内存区申请的0160字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, AXISRAMUsed-》used); 27.3.2 IAR上的动态内存用法 注:IAR使用这个动态内存管理,仅在定义时跟MDK略有不同,其它地方是一样的。 定义动态内存区 比如当前的主RAM用的DTCM,我们就可以直接定义一块大的数组作为动态内存空间: /* DTCM, 64KB */ /* 用于获取当前使用的空间大小 */ mem_head_t *DTCMUsed; /* 定义为64位变量,首地址是8字节对齐 */ uint64_t AppMallocDTCM[64*1024/8]; 如果要使用AXI SRAM作为动态内存空间,可以使用__attribute__((at( )))指定地址。 /* D1域, AXI SRAM, 512KB *//* 用于获取当前使用的空间大小 */mem_head_t *AXISRAMUsed; /* 指定下面数组的地址为0x24000000 */ #pragma location = 0x24000000uint64_t AppMallocAXISRAM[512*1024/8]; 初始化动态内存区 调用动态内存管理提供的函数osRtxMemoryInit即可做初始化: /* D1域, AXI SRAM, 512KB */ /* 用于获取当前使用的空间大小 */ mem_head_t *AXISRAMUsed; /* 指定下面数组的地址为0x24000000 */ #pragma location = 0x24000000 uint64_t AppMallocAXISRAM[512*1024/8]; 申请动态内存 通过函数void *osRtxMemoryAlloc (void *mem, uint32_t size, uint32_t type)做动态内存申请。 第1个参数填写内存区首地址,比如申请的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。 第2个参数填写申请的字节大小,单位字节。 第3个参数固定填0即可。 返回值是所申请缓冲区的首地址,如果没有空间可用,将返回NULL,这点要特别注意! 举个例子: uint32_t *DTCM_Addres0, *AXISRAM_Addres0; /* 从DTCM申请280字节空间,使用指针变量DTCM_Addres0操作这些空间时不要超过280字节大小 */ DTCM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 280, 0); DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM); printf(“DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0280字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, DTCMUsed-》size, DTCMUsed-》used); /* 从AXI SRAM 申请160字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres0操作这些空间时不要超过160字节大小 */ AXISRAM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 160, 0); AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM); printf(“AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0162字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, AXISRAMUsed-》size, AXISRAMUsed-》used); 申请了空间后,就可以直接使用了。另外注意红色字体部分,通过DTCMUsed-》used和AXISRAMUsed-》used可以获取当前使用的空间大小。 释放动态内存 通过函数uint32_t osRtxMemoryFree (void *mem, void *block)做动态内存释放。 第1个参数填写内存区首地址,比如释放的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。 第2个参数填写申请内存时所获取的内存区首地址,这里用于释放。 返回值,返回1表示成功,返回0表示失败。 举个例子: /* 释放从DTCM申请的280字节空间 */ osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres0); DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM); printf(“释放DTCM动态内存区申请的0280字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, DTCMUsed-》used); /* 释放从AXI SRAM申请的160字节空间 */ osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres0); AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM); printf(“释放AXI SRAM动态内存区申请的0160字节,当前共使用大小 = %d字节rn”, AXISRAMUsed-》used) 27.4 实验例程说明(MDK) 配套例子: V7-006_TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现 实验目的: 学习TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现。 实验内容: 启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。 实验操作: K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。 K1键松开,释放从DTCM申请的空间。 K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。 K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。 K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。 K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。 摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。 摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。 上电后串口打印的信息: 波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1 程序设计: 系统栈大小分配: RAM空间用的DTCM: 硬件外设初始化 硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现: /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: bsp_Init * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次 * 形 参:无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟: - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。 - 设置NVIV优先级分组为4。 */ HAL_Init(); /* 配置系统时钟到400MHz - 切换使用HSE。 - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder: - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。 - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder并开启 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ } 主功能: 主程序实现如下操作: 启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。 K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。 K1键松开,释放从DTCM申请的空间。 K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。 K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。 K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。 K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。 摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。 摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。 27.5 实验例程说明(IAR) 配套例子: V7-006_TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现 实验目的: 学习TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现。 实验内容: 启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。 实验操作: K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。 K1键松开,释放从DTCM申请的空间。 K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。 K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。 K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。 K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。 摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。 摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。 上电后串口打印的信息: 波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1 程序设计: 系统栈大小分配: RAM空间用的DTCM: 硬件外设初始化 硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现: MPU配置和Cache配置: 数据Cache和指令Cache都开启。 AXI SRAM的MPU属性: Write back, Read allocate,Write allocate。 FMC的扩展IO的MPU属性: 必须Device或者Strongly Ordered。 D2 SRAM1,SRAM2和SRAM3的MPU属性: Write through, read allocate,no write allocate。 D3 SRAM4的MPU属性: Write through, read allocate,no write allocate。 static void CPU_CACHE_Enable(void){ /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache();} 主功能: 主程序实现如下操作: 启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。 K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。 K1键松开,释放从DTCM申请的空间。 K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。 K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。 K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。 K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。 摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。 摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。 27.6 总结 本章节就为大家讲解这么多,还是比较有项目实用价值的,特别是MP3编解码,JPEG编解码,视频播放器,矢量字体等需要动态内存的场合。 |
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