zephyr--堆内存池(heap memory pool)

堆内存池

堆内存池(heap memory pool) 是一个预定义的内存池对象，它允许线程像使用

malloc()

那样从一段通用内存区动态地申请内存。

概念

堆内存池只能定义一个。与其它内存池不同的是，堆内存池不能通过内存地址对其引用。

堆内存池的大小是可配置的，支持如下大小：256 字节，1024 字节，4096 字节和 16384 字节。

线程可以调用函数

k_malloc()

来动态申请一大块堆内存。所分配的地址是 4 字节对齐的。如果内核没有找到合适的内存块，将返回一个

NULL

。

当线程使用完堆内存后，它应当调用

k_free()

将其释放到堆内存池中。

内部操作

堆内存池定义了一个包含整个堆的单一的最大尺寸块；即单一块的大小是 256、1024、4096 或 16384 字节。堆内存池也定义了一个最小尺寸块 —— 64 字节。下表展示了堆内存池在每种块尺寸下所能支持的块的数量。

堆尺寸	64字节的块	256字节的块	1025字节的块	4096字节的块	16384字节的块
256	4	1
1024	16	4	1
4096	64	16	4	1
16384	256	64	16	4	1

对于某个给定的尺寸的内存块，能同时分配到的数量通常小于上面的表所列举的结果。例如，每当从大小为 1024 字节的堆内存中分配一个大小为 256 字节的块后，所能分配到的大小为 64 字节的块的数量就会减 4。内存池 buffer 中的碎片也会进一步减小可用块的数量。

内存块被分配后，它的前 16 个字节将被内核用于记录块描述符。内核随后会使用该描述符释放块。因此，如果应用程序请求的堆内存大小是 N 字节，实际至少会使用 N+16 字节。

实现

定义堆内存池

配置选项

CONFIG_HEAP_MEM_POOL_SIZE

用于指定堆内存池的大小。

默认情况下，堆内存池的大小是零字节，它指示内核不要去定义堆内存池对象。

分配内存

函数

k_malloc()

用于分配一块堆内存。

下面的代码先申请了 200 字节的堆内存空间，然后将其填充为零。如果没有获取到所需的空间，它将打印一条警告消息。

注意，应用程序实际会接收到一个大小为 256 字节的内存块，因为这是堆内存池所支持的最接近的尺寸。

char *mem_ptr; mem_ptr = k_malloc( 200); if (mem_ptr != NULL)) { memset(mem_ptr, 0, 200); ... } else { printf( "Memory not allocated"); }

释放内存

函数

k_free()

用于释放一块堆内存。

下面的代码申请了 75 字节的内存块，并在不再使用时释放。（基于安全考虑，实际上会从堆内存池使用 256 字节的内存块。

char *mem_ptr; mem_ptr = k_malloc( 75); ... /* use memory block */ k_free(mem_ptr);

建议的用法

您可以像使用

malloc()

那样使用堆内存池动态地分配内存。

配置选项

相关的配置选项：

• CONFIG_HEAP_MEM_POOL_SIZE

API

头文件

kernel.h

中提供了如下的堆内存池 API：

• k_malloc()

• k_free()