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1 內(nèi)存管理概述
內(nèi)存管理是操作系統(tǒng)的中心任務(wù)之一,其主要任務(wù)是組織內(nèi)存以容納內(nèi)核和待執(zhí)行程序,跟蹤當(dāng)前內(nèi)存的使用情況,在需要時(shí)為進(jìn)程分配內(nèi)存,使用完畢后釋放并回收內(nèi)存。目前嵌入式系統(tǒng)中常用的內(nèi)存管理策略主要有兩種--靜態(tài)內(nèi)存分配和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。
靜態(tài)內(nèi)存分配: 編譯或鏈接時(shí)將所需內(nèi)存分配好,程序運(yùn)行起來后所分配的內(nèi)存不釋放。對(duì)于實(shí)時(shí)性和可靠性要求極高的系統(tǒng),不允許延遲或者分配失效,必須采用靜態(tài)內(nèi)存分配的方式。
動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配: 根據(jù)程序執(zhí)行過程中所需內(nèi)存的大小而動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的策略。此方案按需分配內(nèi)存,避免了靜態(tài)分配中的內(nèi)存浪費(fèi),靈活性比較強(qiáng),給程序的實(shí)現(xiàn)帶來了很大方便。缺點(diǎn)是容易造成內(nèi)存碎片,且容易造成程序響應(yīng)不及時(shí)等問題。
綜上所述,靜態(tài)內(nèi)存分配和動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配各有優(yōu)點(diǎn),出于嵌入式系統(tǒng)可靠性、實(shí)時(shí)性及成本、功耗的考慮,如何在兩種方案中作出平衡的選擇是令嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者頭疼的事。一般的嵌入式操作系統(tǒng)都是兩種方案的高效結(jié)合,μC/OSII也不例外。除此之外,嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的分配還有以下幾點(diǎn)要求:
① 可靠性。內(nèi)存分配的請(qǐng)求必須得到滿足,如果分配失敗可能會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。比如,航天飛機(jī)的嵌入式操作系統(tǒng)若發(fā)生內(nèi)存分配失效,損失是不可估量的。
② 快速性。嵌入式系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的保證,要求簡(jiǎn)單、快速地分配內(nèi)存。
③ 高效性。嵌入式系統(tǒng)中內(nèi)存是一種有限、昂貴的資源,內(nèi)存分配要盡可能地減少浪費(fèi)。
μC/OSII作為一種典型的嵌入式操作系統(tǒng),其內(nèi)存管理同樣要滿足以上3點(diǎn)要求,下面簡(jiǎn)單介紹μC/OSII的內(nèi)存管理策略,并分析其不足之處。
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