单片机是怎么对内存进行管理的？

hsin

内存管理，是指软件运行时对计算机内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。前面我们有介绍过如何使用 FSMC 外扩 SRAM，实现内存容量的扩展。通过扩展后，我们可使用的内存（外扩 SRAM 容量是 1MB，STM32F103ZET6 内部 SRAM 有64KB）就比较多了。
尽管有这么多可使用的内存，但我们还是得使用某种方式来有效管理这些内存，这种方式和我们学习 C 语言时，使用 malloc 和 free 函数来申请内存和内存释放类似，malloc 用于申请内存，free 用于释放内存。本文我们就来介绍一种简单的内存管理方式：分块内存管理。该方法的实现原理如图 44.1.1 所示：

                               
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从上图我们可以看出，内存管理由内存池和内存管理表两部分组成，内存池被分成 n 个内存块，然后对应内存管理表，内存管理表就是用来标识相应的内存块是否使用，我们可以对它进行设置。当相应的内存管理表设置为 0 的时候，表示该内存块没有被使用；而当内存管理表设置为非零的时候，表示该内存已被使用，而内存管理表里面的数字表示当前申请内存块的数量，且申请的内存块是连续的。
从上图中我们还可以看出内存分配的方向是从底到顶的分配方向，即首先从最末端开始找空内存。通常当内存管理刚初始化的时候，内存表全部清零，表示没有任何内存块被占用。
（1）内存分配原理
当指针 p 调用 malloc 申请内存的时候，先判断 p 要分配的内存块数（m），然后从第 n 项开始，向下查找，直到找到 m 块连续的空内存块（即对应内存管理表项为 0），然后将这 m 个内存管理表项的值都设置为 m（标记被占用），最后，把最后的这个空内存块的地址返回指针 p，完成一次分配。注意，如果当内存不够的时候（找到最后也没找到连续的 m 块空闲内存），则返回 NULL 给 p，表示分配失败。
（2）内存释放原理
当 p 申请的内存用完，需要释放的时候，调用 free 函数实现。free 函数先判断 p 指向的内存地址所对应的内存块，然后找到对应的内存管理表项目，得到p 所占用的内存块数目 m（内存管理表项目的值就是所分配内存块的数目），将这 m 个内存管理表项目的值都清零，标记释放，完成一次内存释放。关于分块式内存管理，我们就介绍到这里，想要了解更多内存管理的知识可以百度查找，网上也有很多这样的介绍。

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