uC/GUI学习笔记——内存管理

    与uc/os内存管理相似，ucgui也存在类似存储控制块的结构，不过它不叫内存控制块，而叫内存分配信息节点（或叫内存管理单元）。方便起见，我们暂且也将其称为存储控制块。存储控制块以数组形式存在，同时也构成双向链表，而ucos中的存储控制块则是单向链表。与ucos内存管理刚好相反，在ucos中的内存控制块链表是用于记录未分配的存储控制块的，而ucgui的双向链表则是用于记录已经分配的存储控制块。

 

句柄：实际就是数组某一元素的索引号。

 

 

 

 

 

 

 uC/GUI动态内存分配过程：

1.    最初，假如进行4次内存申请操作：

 

（1）最初申请的内存，只要没有进行释放操作，那么所申请的内存块一定都是连续的。

（2）数组中第0个元素始终被系统占用，用于维护链表头结点。所以内存分配必须从索引1开始。

 

 

2.    释放掉第2块内存后：

释放内存的操作很简单：

（1）从数组的角度：将该控制块中的Size参数清零，即标记为空闲控制块。

（2）从链表的角度：将该节点从双链表中删除；

 

 

3.    申请了一块更大的内存：

（1）从数组的角度，查找空闲存储控制块，即Size参数为0的控制块；

（2）从链表的角度，查找相邻节点之间是否有符合条件的空闲内存；

（3）将（1）找到的控制块插入到（2）中合适的位置。

（4）填充存储控制块的相关信息，并返回数组索引号。

 

 

4.    又申请了一块较小的内存：

（1）从数组的角度，查找空闲存储控制块，即Size参数为0的控制块

（2）从链表的角度，查找相邻节点之间是否有符合条件的空闲内存；

（3）将（1）找到的控制块插入到（2）中合适的位置。

（4）填充存储控制块的相关信息，并返回数组索引号。

 

所以，被占用内存块的排列顺序是与控制块链表的顺序一一对应的。即链表中的Off参数是从低到高排列的，而数组中的Off参数是无序的。

 

关键函数伪代码

 

 

分配函数：_Alloc

_Alloc()

{

（1）调用Size2LegalSize将要分配内存大小调整至最小粒度对齐；

（2）从数组的角度，查找空闲存储控制块，在FindFreeHandle中完成；

（3）从链表的角度，查找相邻节点之间是否有符合条件的空闲内存，在FindHole中完成；

（4）将找到的存储控制块插入链表中合适的位置；

（5）填充控制块相关参数，并将分配的内存块清零；

（6）更新GUI_ALLOC的统计参数；

（7）返回控制块索引号。

}

 

 

查找空闲存储控制块函数：FindFreeHandle

FindFreeHandle()

{

（1）从控制块数组索引1开始，查找Size为0的元素；

（2）找到了，返回索引号；没找到，返回0。

}

 

 

查找空闲内存函数：FindHole

FindHole()

{

（1）从链表头开始，顺序查找相邻链表之间是否有空闲内存，查找方法：

后一结点Off  -  （前一结点Off + Size）

看后一结点与前一节点之间的间隙是否满足此次分配；

（2）如果（1）找到了符合条件的节点，则返回前一节点的句柄；

如果没找到，则从最后剩余空间开始分配，返回最后一个节点的句柄。

}

 

 

释放函数：GUI_ALLOC_Free

GUI_ALLOC_Free()

{

（1）从数组的角度，根据指定的内存句柄，将对应的控制块Size参数清零；

（2）从链表的角度，将该节点从链表中删除；

（3）更新GUI_ALLOC中的统计参数。

}

 

 

 

 

参考资料：

UCGUI 技术文集：《UCGUI的动态内存分配的原理深入分析》

                                  《几种动态内存分配策略的比较分析》

gliethttp博客：浅析μC/GUI-v3.98之GUI_ALLOC_AllocZero()内存申请转句柄hWin函数