高效实时操作系统原理以及实践-内存分配

lulu爱

内存管理往往是一个复杂的过程，raw os 目前支持5种内存分配方法，分别是block,byte,page,malloc,slab。以下会讲解这5种基本原理以及适用场合。

这5种里面只有block和slab 是没有内存碎片的，其余的都会有一定的内存碎片。这5种里面只有block和byte能用于中断内内存分配，强烈推荐使用中断内采用block内存分配，因为byte内存的分配除了在最坏分配情况下，时间是不确定的，也就是说可能会占用大量的时间，这个时候放在中断里面去做的话，势必会阻塞其它低优先级的中断的相应，进而可能造成硬件模块数据的丢失。

block内存分配顾名思义是一块块的分配内存给用户，每一块的内存空间都是固定的，最大的好处是没有内存碎片，而且速度很快，缺点是内存空间大小固定了不利于不确定大小的内存分配。实战中可以分配多个不同大小的block去满足变长的分配完全是可行的。强烈建议大部分情况用block去解决内存分配问题。

如上如图所示分配了4个块，每块大小为2K。用户使用block内存分配一次即取得一个2K的大小。

byte内存分配顾名思义是可以分配任何大小的字节的内存给用户，缺点是速度比较慢，而且有内存碎片，不建议对时间敏感的任务去使用，因为分配内存的速度比较慢，而且很可能时间是不恒定的，不利于实时任务。

page内存分配顾名思义是可以分配以page为单位的内存给用户去使用，page的大小可以配置的，比如一个page 2K或者4K大小。好处是用户大内存分配的话很方便，速度也很快。坏处是可能存在page级别的内存碎片。比如下图分配了4块内存每一块的固定大小是2K。

malloc内存分配是可以分配任意字节的小的，也存在内存碎片。具体和标准C库的内存分配全部吻合。

slab 内存分配也是基于一块块的分配给用户，不过这一块快的各自大小是不同的，很可能会分配多余的内存空间给用户，优点是速度快没有内存碎片。缺点是可能会分配多余的内存给用户。



可以看到raw os 支持的内存种类繁多，从小级别的内存分配到大级别的内存分配应有尽有，在项目实战中可以选择最适合自己的策略去使用。

block内存分配方法对应的是raw_block.c, byte内存分配的方法对应的是raw_byte.c, page内存分配的方法对应的是raw_page.c, malloc的内存分配算法对应的是raw_malloc.c, slab内存分配算法对应的是raw_slab.c。

对于内存分配算法，建议大家实战中以块内存分配为主，因为实时性和执行效率是可以兼得的。块内存分配方法理解比较容易，其它的分配算法都比较难理解，对于绝大部分人，只要能使用就足够了。当然不排除有的人对各种内存分配很感兴趣，但是对于光看代码推理难度太大，这个时候推荐上VC平台仿真，所见即所得。

raw os 官网地址:www.raw-os.org