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標(biāo)題: uc/os-ii操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理實現(xiàn)實例--很受用！ [打印本頁]

作者: liuyy 時間: 2015-1-12 15:24
標(biāo)題: uc/os-ii操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理實現(xiàn)實例--很受用！
   每次溫故uc/os-ii操作系統(tǒng)的源碼都有收獲，經(jīng)典的東西就是經(jīng)典；uc/os-ii曾經(jīng)把我搞得好累，但是經(jīng)過一段時間摸索之后發(fā)現(xiàn)只要有正確的學(xué)習(xí)方法，學(xué)好uc/os-ii并不難，同時基于uc/os-ii操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)也不難。關(guān)于嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存管理的方法應(yīng)該不少，原子的內(nèi)存管理教程就有兩個例程，一個是“特大號數(shù)組”型，一個是動態(tài)分配型，兩者都使用了malloc（）函數(shù)。而uc/os-ii操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理實現(xiàn)原理很精妙沒有使用malloc（）函數(shù)，主要是考慮該函數(shù)申請內(nèi)存的時間不確定性。可以說，通過該例程就能理解uc/os-ii操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理實現(xiàn)原理。筆者認(rèn)為通過實例學(xué)習(xí)，理解uc/os-ii操作系統(tǒng)的原理是個不錯的選擇。
本實驗基于PC機在DOS環(huán)境下模擬。

/*設(shè)計一個有3個任務(wù)的應(yīng)用程序，這3個任務(wù)分別是Mytask Youtask Hertask。在應(yīng)用程序中創(chuàng)建一個動態(tài)內(nèi)存分區(qū)，該分區(qū)有8個內(nèi)存塊，每個內(nèi)存塊的長度是6字節(jié)。應(yīng)用程序的任務(wù)Youtask Hertask都在任務(wù)運行后請求一個內(nèi)存塊.隨后就釋放它；任務(wù)MYTASK也在任務(wù)運行后請求一個內(nèi)存塊，但是要在任務(wù)MYTASK運行6次后，才釋放它所申請的內(nèi)存塊。為了了解內(nèi)存分區(qū)變化的情況，編寫代碼來觀察分區(qū)頭指針和已被使用內(nèi)存塊的個數(shù)*/

#include "INCLUDES.h"

#define  TASK_STK_SIZE       512    /* 任務(wù)堆棧長度*/

OS_STK       StartTaskStk[TASK_STK_SIZE]; /*定義任務(wù)堆棧區(qū) */
OS_STK       MyTaskStk[TASK_STK_SIZE];
OS_STK       YouTaskStk[TASK_STK_SIZE];
OS_STK       HerTaskStk[TASK_STK_SIZE];

char *s;
char *s1= "Mytask  ";
char *s2= "Youtask ";
char *s3= "Hertask ";
INT8U  err;
INT8U  y=0; //字符顯示位置
INT8U  Times=0;

OS_MEM       *IntBuffer;    /*定義內(nèi)存控制塊指針，創(chuàng)建一個內(nèi)存分區(qū)時，返回值就是它 */
INT8U       IntPart[8][6];  /*劃分一個具有8個內(nèi)存塊，每個內(nèi)存塊長度是6的內(nèi)存分區(qū) */
INT8U       *IntBlkPtr;    /*定義內(nèi)存塊指針，確定內(nèi)存分區(qū)中首個內(nèi)存塊的指針  */
OS_MEM_DATA MemInfo; /*存放內(nèi)存分區(qū)的狀態(tài)信息 */

void  StartTask(void *data);             /* 聲明起始任務(wù)  */
void  MyTask(void *data);                /* 聲明任務(wù)    */
void  YouTask(void *data);                /* 聲明任務(wù)    */
void  HerTask(void *data);                /* 聲明任務(wù)    */

/*
********************************************************************
*             MAIN主函數(shù)
**********************************************************************
*/

void  main (void)
{
OSInit();             /* 初始化uC/OS-II                   */
PC_DOSSaveReturn();    /* 保存DOS環(huán)境    */
PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw);    /* 安裝uC/OS-II的中斷 */
IntBuffer=OSMemCreate(IntPart,8,6,&err); /*創(chuàng)建動態(tài)內(nèi)存區(qū)  */
OSTaskCreate(StartTask, (void *)0, &StartTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0);
OSStart();          /* 啟動多任務(wù)管理 */
}

/*
***********************************************************
*             STARTUP TASK：主要功能就是創(chuàng)建3個任務(wù)
***********************************************************
*/
void  StartTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3    /* Allocate storage for CPU status register，實際應(yīng)用中該部分可省略 */
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
INT16S       key;       /*用于退出的建*/
pdata = pdata;       /* Prevent compiler warning                */
OS_ENTER_CRITICAL();
PC_VectSet(0x08, OSTickISR);    /* 安裝時鐘中斷向量， */
PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC); /* 設(shè)置時鐘頻率 */
OS_EXIT_CRITICAL();

OSStatInit();       /* 初始化統(tǒng)計任務(wù) */
OSTaskCreate(MyTask, (void *)0, &MyTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 3);
OSTaskCreate(YouTask, (void *)0, &YouTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 4);
OSTaskCreate(HerTask, (void *)0, &HerTaskStk[TASK_STK_SIZE - 1], 5);

for (;;) {
//如果恩下ESC鍵，則退出UC/OS-II
      if (PC_GetKey(&key) == TRUE) { /* See if key has been pressed    */
         if (key == 0x1B) {    /* Yes, see if it's the ESCAPE key */
            PC_DOSReturn(); /* Return to DOS    */
         }
      }
      OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0); /* Wait 3s，在這里創(chuàng)建完StartTask任務(wù)為什么不掛起自己？    */
}
}

/*--------------------MyTask任務(wù)-------------------------*/
void MyTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3    /* Allocate storage for CPU status register */
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
pdata=pdata;
for( ; ; )
{
PC_DispStr(10,++y,s1,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);  /*"++y"執(zhí)行一次就換一次行  */
IntBlkPtr=OSMemGet( /*請求內(nèi)存分區(qū)的內(nèi)存塊的指針 */
               IntBuffer, /*這個參數(shù)就指明了要獲取的內(nèi)存塊屬于哪個內(nèi)存分區(qū) */
               &err);
OSMemQuery(       /*查詢內(nèi)存控制塊信息 */
      IntBuffer,    /*帶查詢內(nèi)存控制塊指針 */
&MemInfo);
sprintf(s,"%0x",MemInfo.OSFreeList);  /*顯示頭指針 */
PC_DispStr(30,y,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
sprintf(s,"%d",MemInfo.OSNUsed);  /*顯示已用的內(nèi)存塊數(shù)目 */
PC_DispStr(40,y,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
if(Times>4)  /*0-1-2-3-4-5；Times==6時該條件語句為真 */
{
OSMemPut(IntBuffer,IntBlkPtr); /* 進入第6次就釋放已經(jīng)使用過的內(nèi)存塊  */
}
Times++;
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);  //等待2s
}
}

/*-------------------------------Youtask-------------------------------------*/
void YouTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                               /* Allocate storage for CPU status register */
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
pdata=pdata;
for( ; ; )
{
PC_DispStr(10,++y,s2,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
IntBlkPtr=OSMemGet(          //請求內(nèi)存塊
               IntBuffer, //內(nèi)存分區(qū)的指針
               &err);    //錯誤信息
OSMemQuery(       //查詢內(nèi)存控制塊信息
      IntBuffer,    //帶查詢內(nèi)存控制塊指針
&MemInfo);
sprintf(s,"%0x",MemInfo.OSFreeList);  //顯示頭指針
PC_DispStr(30,y,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
sprintf(s,"%d",MemInfo.OSNUsed);  //顯示已用的內(nèi)存塊數(shù)目
PC_DispStr(40,y,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
OSMemPut( IntBuffer, IntBlkPtr );
OSTimeDlyHMSM(0,0,2,0);  //等待2s
}
}
/*-------------------------------Hertask-------------------------------------*/
void HerTask(void *pdata)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3    /* Allocate storage for CPU status register */
OS_CPU_SR  cpu_sr;
#endif
pdata=pdata;
for( ; ; )
{
PC_DispStr(10,++y,s3,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
IntBlkPtr=OSMemGet(          //請求內(nèi)存塊
               IntBuffer, //內(nèi)存分區(qū)的指針
               &err);    //錯誤信息
OSMemQuery(       //查詢內(nèi)存控制塊信息
      IntBuffer,    //帶查詢內(nèi)存控制塊指針
&MemInfo);
sprintf(s,"%0x",MemInfo.OSFreeList);  //顯示頭指針
PC_DispStr(30,y,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
sprintf(s,"%d",MemInfo.OSNUsed);  //顯示已用的內(nèi)存塊數(shù)目
PC_DispStr(40,y,s,DISP_BGND_BLACK+DISP_FGND_WHITE);
OSMemPut(
IntBuffer,
IntBlkPtr
);
OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);  //等待2s
}
}
/*
通過本例的實驗現(xiàn)象能深刻理解內(nèi)存管理函數(shù)的本質(zhì)；現(xiàn)象分析如下：
y（行）顯示內(nèi)容：    顯示頭指針OSFreeList：    顯示已用的內(nèi)存塊數(shù)目OSNUsed：
1，       MyTask             504                      1
2，       YouTask          50A                      2
3，       HerTask          50A                      2
4，       MyTask             50A                      2
5，       HerTask          510                      3
6，       MyTask             510                      3
7，       YouTask          516                      4
8，       HerTask          516                      4
9，       MyTask             516                      4
10，    HerTask          51C                      5
11，    MyTask             51C                      5
12，    YouTask          522                      6
13，    HerTask          522                      6
14，    MyTask             522                      6
15，    MyTask             522                      6

通過上表可以看出：1，“顯示頭指針OSFreeList”的數(shù)據(jù)很有規(guī)律，即都是以6為單位遞增，這是因為在創(chuàng)建內(nèi)存控制塊時就定義了每個內(nèi)存塊的長度是6個字節(jié)，所以就是以6為單位遞增，（0x504+0x6）==0x50A；
（0x50A+0x6）==0x510，（0x510+0x6）==0x516，等等； 2，第2行中，因為YouTask任務(wù)請求一個內(nèi)存塊之后就立即釋放了，所以在第3個任務(wù)（HerTask任務(wù)）中，HerTask任務(wù)申請到的還是50A指針指向的內(nèi)存塊，同樣在本任務(wù)中及時釋放了內(nèi)存塊，實際上此時系統(tǒng)只占用504內(nèi)存塊，所以到第4個任務(wù)MyTask 任務(wù)執(zhí)行時，還是顯示已用2個內(nèi)存塊，不過這時MyTask 任務(wù)已經(jīng)占用了兩個內(nèi)存塊，因為此時MyTask 任務(wù)還沒有釋放內(nèi)存塊；3，當(dāng)if(Times>4) 時（0-1-2-3-4-5；Times==6時該條件語句為真）MyTask 任務(wù)得到一個內(nèi)存塊就立即釋放了該內(nèi)存塊，所以就一直會顯示已用6個內(nèi)存塊，指針值停留在0x522處，不會再遞增了；4，由此現(xiàn)象得知：a），本例中申請到的8個內(nèi)存塊是連續(xù)的地址空間；b），系統(tǒng)在初始化時，就初始化了一個空的任務(wù)控制塊鏈表，每個任務(wù)控制塊的有效數(shù)據(jù)為空，但是結(jié)點指針都有所指；當(dāng)系統(tǒng)申請一個內(nèi)存分區(qū)時，空閑任務(wù)控制塊就會減1，釋放了就加1；c），整個空閑鏈表是不是一個大的連續(xù)內(nèi)存空間，還不知道，我覺得應(yīng)該看OSInit()源碼。

*/

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