FreeRTOS V9.0.0堆内存管理问题

南征北战

FreeRTOS内存管理代码中，堆内存8字节对齐的时候为什么没有去判断堆内存是否是8字节对齐的，而是直接做对齐工作。如果编译器恰好把堆内存分配到了8字节对齐的地址，那么就不用内存对齐了。根据FreeRTOS源码可以看出，如果堆内存恰好是8字节对齐，那么会浪费堆内存的前8个字节空间。下边这代码是堆内存空间初始化的过程：

                if( pucAlignedHeap == NULL )//判断是否是第一次申请内存 如果第一次申请内存则8字节对齐堆内存
                {
                        /* Ensure the heap starts on a correctly aligned boundary. */
                        //直接对堆内存做一次8字节对齐                                                               
                        //                                                                                                         数组第8个元素                        &                        FFFF FFF8                                                                                                                                                                                                                                
                        pucAlignedHeap = ( uint8_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) &ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT ] ) & ( ~( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) ) );
                }

南征北战

uint8_t ucHeap[configTOTAL_HEAP_SIZE] __attribute__((at(0x2000A000)));//故意编译到8字节对齐的地址

        pbuffer = pvPortMalloc(2);//此处确实是上电第一次调用pvPortMalloc函数
        printf("ucHeap起始地址 = %p\r\n",ucHeap);
        printf("pbuffer = %p\r\n",pbuffer);

输出结果：
ucHeap起始地址 = 2000a000
pbuffer = 2000a008

decai

你申请内存的时候,申请的内存基础上会在头部多申请8个字节存放该块内存的信息
所以你申请的时候2字节,实际会申请到2+8=10个内存,10个字节对齐到12个字节(16个?)
申请的12个字节确实是刚好开始的2000a000,但是前8个字节系统征用了,给你的就是这12个字节的第8个元素开始的2000a008.没毛病
你可以试试再申请一次,会发现又丢了好多字节内存

南征北战

decai 发表于 2020-3-4 19:33
你申请内存的时候,申请的内存基础上会在头部多申请8个字节存放该块内存的信息
所以你申请的时候2字节,实际 ...

你说的用8个字节存放该块的内存信息，这个是heap2，heap4和heap5用到的方法，heap1并没有用结构管理内存信息。
而且heap2，heap4，heap5也有同样的问题(因为堆内存对齐的时候没有判断编译器分配的内存是否恰好是8字节对齐的)。
举个例子，验证一下：
使用heap2内存管理方案，当编译器把内存编译到0x2000a000内存地址(这个地址是8字节对齐的)，
理论上我们第一次申请内存得到的起始地址是2000a008(因为前8个字节用于管理内存)。
实际输出如下:
ucHeap起始地址 = 0x2000a000
pbuffer = 0x2000a010
因为前边漏掉8个字节，再加上8个字节的管理信息，正好是16个字节 所以输出的是 0x2000a010而非 0x2000a008
如何改善：
pucAlignedHeap = ( uint8_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) &ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT ] ) & ( ~( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) ) );
改为
pucAlignedHeap = ( uint8_t * ) ( ( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) &ucHeap[ portBYTE_ALIGNMENT -1 ] ) & ( ~( ( portPOINTER_SIZE_TYPE ) portBYTE_ALIGNMENT_MASK ) ) );