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（实验55）单片机，STM32F4学习笔记，代码讲解【网络通信实验】【正点原子】【原创】
实验现象
本实验开机后，显示提示信息，等待外部输入。KEY0用于申请内存，每次申请2K字节内存。KEY1用于写数据到申请到的内存里面。KEY2用于释放内存。KEY_UP用于切换操作内存区（内部SRAM内存/外部SRAM内存/CCM内存）。 DS0用于指示程序运行状态。本章我们还可以通过USMART调试，测试内存管理函数。
主程序
int main(void)
{ u8 key; u8 i=0; u8 *p=0;u8 *tp=0;u8 paddr[18]; //存放P Addr:+p地址的ASCII值u8 sramx=0; //默认为内部sramNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2delay_init(168); //初始化延时函数uart_init(115200); //初始化串口波特率为115200LED_Init(); //初始化LED LCD_Init(); //LCD初始化 KEY_Init(); //按键初始化 FSMC_SRAM_Init(); //初始化外部SRAM my_mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池my_mem_init(SRAMEX); //初始化外部内存池my_mem_init(SRAMCCM); //初始化CCM内存池POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4"); LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"MALLOC TEST"); LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/5/15"); LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY0:Malloc KEY2:Free");LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY_UP:SRAMx KEY1:Read"); POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色 LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"SRAMIN");LCD_ShowString(30,190,200,16,16,"SRAMIN USED: %");LCD_ShowString(30,210,200,16,16,"SRAMEX USED: %");LCD_ShowString(30,230,200,16,16,"SRAMCCM USED: %");while(1){ key=KEY_Scan(0);//不支持连按 switch(key){case 0://没有按键按下 break;case KEY0_PRES: //KEY0按下p=mymalloc(sramx,2048);//申请2K字节if(p!=NULL)sprintf((char*)p,"Memory Malloc Test%03d",i);//向p写入一些内容break;case KEY1_PRES: //KEY1按下 if(p!=NULL){sprintf((char*)p,"Memory Malloc Test%03d",i);//更新显示内容 LCD_ShowString(30,270,200,16,16,p); //显示P的内容}break;case KEY2_PRES: //KEY2按下 myfree(sramx,p);//释放内存p=0; //指向空地址break;case WKUP_PRES: //KEY UP按下 sramx++; if(sramx>2)sramx=0;if(sramx==0)LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"SRAMIN ");else if(sramx==1)LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"SRAMEX ");else LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"SRAMCCM");break;}if(tp!=p){tp=p;sprintf((char*)paddr,"P Addr:0X%08X",(u32)tp);LCD_ShowString(30,250,200,16,16,paddr); //显示p的地址if(p)LCD_ShowString(30,270,200,16,16,p);//显示P的内容else LCD_Fill(30,270,239,266,WHITE); //p=0,清除显示}delay_ms(10); i++;if((i%20)==0)//DS0闪烁.{LCD_ShowNum(30+104,190,my_mem_perused(SRAMIN),3,16);//显示内部内存使用率LCD_ShowNum(30+104,210,my_mem_perused(SRAMEX),3,16);//显示外部内存使用率LCD_ShowNum(30+104,230,my_mem_perused(SRAMCCM),3,16);//显示CCM内存使用率LED0=!LED0;}}
}
内存池初始化程序
//内存池(32字节对齐)
__align(32) u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; //内部SRAM内存池
__align(32) u8 mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X68000000))); //外部SRAM内存池
__align(32) u8 mem3base[MEM3_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X10000000))); //内部CCM内存池
//内存管理表
u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; //内部SRAM内存池MAP
u16 mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X68000000+MEM2_MAX_SIZE))); //外部SRAM内存池MAP
u16 mem3mapbase[MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X10000000+MEM3_MAX_SIZE))); //内部CCM内存池MAP
//内存管理参数
const u32 memtblsize[SRAMBANK]={MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE,MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE}; //内存表大小
const u32 memblksize[SRAMBANK]={MEM1_BLOCK_SIZE,MEM2_BLOCK_SIZE,MEM3_BLOCK_SIZE}; //内存分块大小
const u32 memsize[SRAMBANK]={MEM1_MAX_SIZE,MEM2_MAX_SIZE,MEM3_MAX_SIZE}; //内存总大小//内存管理控制器
struct _m_mallco_dev mallco_dev=
{my_mem_init, //内存初始化my_mem_perused, //内存使用率mem1base,mem2base,mem3base, //内存池mem1mapbase,mem2mapbase,mem3mapbase,//内存管理状态表0,0,0, //内存管理未就绪
};//复制内存
//*des:目的地址
//*src:源地址
//n:需要复制的内存长度(字节为单位)
void mymemcpy(void *des,void *src,u32 n)
{ u8 *xdes=des;u8 *xsrc=src; while(n--)*xdes++=*xsrc++;
}
//设置内存
//*s:内存首地址
//c :要设置的值
//count:需要设置的内存大小(字节为单位)
void mymemset(void *s,u8 c,u32 count)
{ u8 *xs = s; while(count--)*xs++=c;
}
//内存管理初始化
//memx:所属内存块
void my_mem_init(u8 memx)
{ mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0,memtblsize[memx]*2);//内存状态表数据清零 mymemset(mallco_dev.membase[memx], 0,memsize[memx]); //内存池所有数据清零 mallco_dev.memrdy[memx]=1; //内存管理初始化OK
}
//获取内存使用率
//memx:所属内存块
//返回值:使用率(0~100)
u8 my_mem_perused(u8 memx)
{ u32 used=0; u32 i; for(i=0;i<memtblsize[memx];i++) { if(mallco_dev.memmap[memx][i])used++; } return (used*100)/(memtblsize[memx]);
}
//内存分配(内部调用)
//memx:所属内存块
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
u32 my_mem_malloc(u8 memx,u32 size)
{ signed long offset=0; u32 nmemb; //需要的内存块数 u32 cmemb=0;//连续空内存块数u32 i; if(!mallco_dev.memrdy[memx])mallco_dev.init(memx);//未初始化,先执行初始化 if(size==0)return 0XFFFFFFFF;//不需要分配nmemb=size/memblksize[memx]; //获取需要分配的连续内存块数if(size%memblksize[memx])nmemb++; for(offset=memtblsize[memx]-1;offset>=0;offset--)//搜索整个内存控制区 { if(!mallco_dev.memmap[memx][offset])cmemb++;//连续空内存块数增加else cmemb=0; //连续内存块清零if(cmemb==nmemb) //找到了连续nmemb个空内存块{for(i=0;i<nmemb;i++) //标注内存块非空 { mallco_dev.memmap[memx][offset+i]=nmemb; } return (offset*memblksize[memx]);//返回偏移地址 }} return 0XFFFFFFFF;//未找到符合分配条件的内存块
}
//释放内存(内部调用)
//memx:所属内存块
//offset:内存地址偏移
//返回值:0,释放成功;1,释放失败;
u8 my_mem_free(u8 memx,u32 offset)
{ int i; if(!mallco_dev.memrdy[memx])//未初始化,先执行初始化{mallco_dev.init(memx); return 1;//未初始化 } if(offset<memsize[memx])//偏移在内存池内. { int index=offset/memblksize[memx]; //偏移所在内存块号码 int nmemb=mallco_dev.memmap[memx][index]; //内存块数量for(i=0;i<nmemb;i++) //内存块清零{ mallco_dev.memmap[memx][index+i]=0; } return 0; }else return 2;//偏移超区了.
}
//释放内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//ptr:内存首地址
void myfree(u8 memx,void *ptr)
{ u32 offset; if(ptr==NULL)return;//地址为0. offset=(u32)ptr-(u32)mallco_dev.membase[memx]; my_mem_free(memx,offset); //释放内存
}
//分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//size:内存大小(字节)
//返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc(u8 memx,u32 size)
{ u32 offset; offset=my_mem_malloc(memx,size); if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL; else return (void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset);
}
//重新分配内存(外部调用)
//memx:所属内存块
//*ptr:旧内存首地址
//size:要分配的内存大小(字节)
//返回值:新分配到的内存首地址.
void *myrealloc(u8 memx,void *ptr,u32 size)
{ u32 offset; offset=my_mem_malloc(memx,size); if(offset==0XFFFFFFFF)return NULL; else { mymemcpy((void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset),ptr,size); //拷贝旧内存内容到新内存 myfree(memx,ptr); //释放旧内存return (void*)((u32)mallco_dev.membase[memx]+offset); //返回新内存首地址}
}
代码讲解
//内存管理试验，需要用到malloc函数和free函数，返回void*类型的指针，刚好我已经刷完了C语言哈哈
//你学习到的知识，总会在你不知道的情况下，会用到，比如现在我学到这里有一种亲切感，而且很舒服
//内存管理==内存池（n个内存块）+内存管理表（n项），分别一一对应，内存管理表中某一项数值为0时
//代表，此项对应的内存池没有存储数据，也就是该项对应的内存块未被占用
//当该项值为数字时，比如为10，那么包括10项对应的内存块，加上其它内存块共分配了10个连续占用的内存块空间
//这里好像时，只要这个内存块被占用，无论占用了多少数据，它仍会到下一个寻找空内存块****（我理解的）
//内存分配方向是自顶->底访问，就是说先从第n项内存管理表开始找其对应的内存块是否被占用，如果没有
//则开辟10个连续空间内存块，如果被占用，则从n-1项开始查找，依次往下，申请内存空间靠malloc来申请地址
//释放内存用free函数来实现
//因为，内存池和内存管理表一一对应，所以说当内存池越小（就是说假如2个字节作为一个内存池）
//那么相应内存管理表的数量要变多，而且其相应内存管理表也就越大
//F4的内存管理==内存池（n个内存块）+内存管理表（n项），总共分为3个大块
//分别是内部SRAM，外部SRAM，内部CCM内存，三者的内存池其实地址都不同，要分开对待
//比如，我们熟知的DMA存储数据，就不能直接访问CCM内存，或者说不能从里面读取出数据，具体可看开发指南
//p指针用来malloc开辟地址，接收开辟内存里第一个字节的地址，返回void *类型
//tp指针仅仅是为了与p区别，用以显示p指针的地址，其它没有用
//****这里程序好复杂，我看了好一会也没分析明白，主要牵扯到指针，与结构体指针，其它我都没见到的
//****我就是想弄明白啥是“内存泄漏”？
//虽然程序没看懂，但是开发指南说的操作我明白了，就是k0开辟内存，k1用于将数据显示在LCD上（开辟内存块首地址）
//假如此时还想开辟内存块，那么必须k2将前面开辟的内存块释放，否则假如你连续两次开辟内存，这没有错
//但是一旦你连续两次按k2释放，第一次也不会错，第二次就会发生内存泄漏
//kUP用来选择内部SRAM/外部SRAM（就是上个程序）/内部CCM
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