FreeRTOS 为什么要自己实现内存管理

后续的章节涉及这些内核对象:task、queue、semaphores和event group等。为了让FreeRTOS更容易使用,这些内核对象一般都是动态分配:用到时分配,不使用时释放。使用内存的动态管理功能,简化了程序设计:不再需要小心翼翼地提前规划各类对象,简化API函数的涉及,甚至可以减少内存的使用。

内存的动态管理是C程序的知识范畴,并不属于FreeRTOS的知识范畴,但是它跟FreeRTOS关系是如此紧密,所以我们先讲解它。

在C语言的库函数中,有mallc、free等函数,但是在FreeRTOS中,它们不适用:

  • 不适合用在资源紧缺的嵌入式系统中
  • 这些函数的实现过于复杂、占据的代码空间太大
  • 并非线程安全的(thread-safe)
  • 运行有不确定性:每次调用这些函数时花费的时间可能都不相同
  • 内存碎片化
  • 使用不同的编译器时,需要进行复杂的配置
  • 有时候难以调试

注意:我们经常”堆栈”混合着说,其实它们不是同一个东西:

  • 堆,heap,就是一块空闲的内存,需要提供管理函数
    • malloc:从堆里划出一块空间给程序使用
    • free:用完后,再把它标记为”空闲”的,可以再次使用
  • 栈,stack,函数调用时局部变量保存在栈中,当前程序的环境也是保存在栈中
    • 可以从堆中分配一块空间用作栈

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