第四十四章内存管理实验
如果我们所用的内存都是直接定义一个数组来使用，灵活性会比较差，很多时候不能满足实际使用需求。为了解决这些问题，我们来学习内存管理，实现对内存的动态管理。
本章分为如下几个小节：
44.1 内存管理简介
44.2 硬件设计
44.3 程序设计
44.4 下载验证
44.1 内存管理简介
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。内存管理的实现方法有很多种，其实最终都是要实现两个函数：malloc和free。malloc函数用来内存申请，free函数用于内存释放。
本章，我们介绍一种比较简单的办法来实现：分块式内存管理。下面我们介绍一下该方法的实现原理，如图44.1.1所示：
图44.1.1 分块式内存管理原理
从上图可以看出，分块式内存管理由内存池和内存管理表两部分组成。内存池被等分为了n块，对应的内存管理表，大小也为n，内存管理表的每一个项对应内存池的一块内存。
内存管理表的项值代表的意义为：当该项值为0的时候，代表对应的内存块未被占用，当该项值非零的时候，代表该项对应的内存块已经被占用，其数值则代表被连续占用的内存块数。比如某项值为10，那么说明包括本项对应的内存块在内，总共分配了10个内存块给外部的某个指针。
内存分配方向如上图所示，是从顶→底的分配方向。即首先从最末端开始找空内存。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。
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（找到最后也没有找到连续m块空闲内存），则返回NULL给p，表示分配失败。
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。
接下来，我们简单介绍一下STM32H7的内存分配情况，如表44.1.1所示：
表44.1.1 STM32H7内存分配表
从上表可以看出，STM32H7的内存分成：ITCM、DTCM、AXI SRAM、SRAM1~4等几个部分，其中地址连续的区域分成5大块：ITCM（64KB）、DTCM（128KB）、AXI SRAM（512KB）、SRAM1~3（288KB）和SRAM4（64KB）， 因为内存管理的内存池，必须是地址连续的内存空间，因此，STM32H7内部内存需要5个内存池来管理。
另外，需要注意：
1、ITCM和DTCM这两个内存块，仅CPU和MDMA可以直接访问，其他外设不可以直
接访问！
2、以太网的DMA描述符等必须是定义在SRAM3里面才可以正常工作，因此我们一般把
SRAM3（32KB）独立给以太网使用，并不用作内存管理！
44.2 硬件设计
1. 例程功能
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用于释放内存，KEY_UP用于切换操作内存区（SRAMIN/SRAM12/SRAM4 /SRAMDTCM/SRAMITCM，总共管理5个内存块）。还可以通过USMART调试，测试内存管理函数。
LED0闪烁用于提示程序正在运行。
2. 硬件资源
1）RGB灯
– PB4
2）独立按键
KEY0 - PA1
KEY1 - PA15
WK_UP - PA0
3）串口1 (PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
4）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)
44.3 程序设计
44.3.1 程序流程图
图44.3.1.1 内存管理实验程序流程图
44.3.2 程序解析
1. MALLOC代码
这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。MALLOC驱动源码包括两个文件：malloc.c和malloc.h。
下面我们介绍malloc.h中比较重要的一些结构体和内存参数宏定义，其定义如下：
/* 定义六个内存池 */
#define SRAMIN 0 /* AXI内存池,AXI共512KB */
#define SRAM12 1 /* SRAM1/2内存池,SRAM1+SRAM2,共256KB */
#define SRAM4 2 /* SRAM4内存池,SRAM4共64KB */
/* DTCM内存池,DTCM共128KB,此部分内存仅CPU和MDMA(通过AHBS)可以访问!!!! */
#define SRAMDTCM 3
/* ITCM内存池,DTCM共64 KB,此部分内存仅CPU和MDMA(通过AHBS)可以访问!!!! */
#define SRAMITCM 4
#define SRAMBANK 5 /* 定义支持的SRAM块数. */
/* 定义内存管理表类型,当外扩SDRAM的时候，必须使用uint32_t类型，
否则可以定义成uint16_t，以节省内存占用 */
#define MT_TYPE uint16_t
/* 单块内存，内存管理所占用的全部空间大小计算公式如下：
* size=MEM1_MAX_SIZE+(MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE)*sizeof(MT_TYPE)
以SRAMIN为例，size=474*1024+(474*1024/64)*2=500544≈489KB
已知总内存容量(size)，最大内存池的计算公式如下：
* MEM1_MAX_SIZE=(MEM1_BLOCK_SIZE*size)/(MEM1_BLOCK_SIZE+sizeof(MT_TYPE))
以SRAM12为例,MEM1_MAX_SIZE=(64*256)/(64+2)=248.24KB≈248KB
*/
/* mem1内存参数设定.mem1是H7内部的AXI内存. */
#define MEM1_BLOCK_SIZE 64 /* 内存块大小为64字节 */
#define MEM1_MAX_SIZE 474*1024 /* 最大管理内存 474K,H7的AXI内存总共512KB */
#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE /* 内存表大小 */
/* mem2内存参数设定.mem3是H7内部的SRAM1+SRAM2内存 */
#define MEM2_BLOCK_SIZE 64 /* 内存块大小为64字节 */
#define MEM2_MAX_SIZE 248 *1024 /* 最大管理内存248K,H7的SRAM1+SRAM2共256KB */
#define MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE MEM2_MAX_SIZE/MEM2_BLOCK_SIZE /* 内存表大小 */
/* mem3内存参数设定.mem4是H7内部的SRAM4内存 */
#define MEM3_BLOCK_SIZE 64 /* 内存块大小为64字节 */
#define MEM3_MAX_SIZE 62 *1024 /* 最大管理内存62K,H7的SRAM4共64KB */
#define MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE MEM3_MAX_SIZE/MEM3_BLOCK_SIZE /* 内存表大小 */
/* mem4内存参数设定.mem5是H7内部的DTCM内存,此部分内存仅CPU和MDMA可以访问!!!!!! */
#define MEM4_BLOCK_SIZE 64 /* 内存块大小为64字节 */
#define MEM4_MAX_SIZE 124 *1024 /* 最大管理内存124K,H7的DTCM共128KB */
#define MEM4_ALLOC_TABLE_SIZE MEM4_MAX_SIZE/MEM4_BLOCK_SIZE /* 内存表大小 */
/* mem5内存参数设定.mem6是H7内部的ITCM内存,此部分内存仅CPU和MDMA可以访问!!!!!! */
#define MEM5_BLOCK_SIZE 64 /* 内存块大小为64字节 */
#define MEM5_MAX_SIZE 62 *1024 /* 最大管理内存62K,H7的ITCM共64KB */
#define MEM5_ALLOC_TABLE_SIZE MEM5_MAX_SIZE/MEM5_BLOCK_SIZE /* 内存表大小 */
/* 如果没有定义NULL, 定义NULL */
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif
/* 内存管理控制器 */
struct _m_mallco_dev
{
void (*init)(uint8_t); /* 初始化 */
uint16_t (*perused)(uint8_t); /* 内存使用率 */
uint8_t *membase[SRAMBANK]; /* 内存池 管理SRAMBANK个区域的内存 */
MT_TYPE *memmap[SRAMBANK]; /* 内存管理状态表 */
uint8_t memrdy[SRAMBANK]; /* 内存管理是否就绪 */
};
这部分代码，定义了很多关键数据，比如内存块大小的定义：MEM1_BLOCK_SIZE、MEM2_BLOCK_SIZE、MEM3_BLOCK_SIZE、MEM4_BLOCK_SIZE和MEM5_BLOCK_SIZE，都是64字节。
MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE ~ MEM5_ALLOC_TABLE_SIZE，则分别代表内存池1 ~ 5的内存管理表大小。
从这里可以看出，如果内存分块越小，那么内存管理表就越大，当分块为4字节1个块的时候，内存管理表就和内存池一样大了（管理表的每项都是uint32_t类型）。显然是不合适的，我们这里取64字节，比例为1:16，内存管理表相对就比较小了。
通过这个内存管理控制器_m_malloc_dev结构体，我们把分块式内存管理的相关信息，其初始化函数、获取使用率、内存池、内存管理表以及内存管理的状态保存下来，实现对内存池的管理控制。
下面介绍malloc.c文件，其中，内存池、内存管理表、内存管理参数和内存管理控制器的定义如下：
/* 内存池(64字节对齐) */
static __align(64) uint8_t mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; /* 内部SRAM内存池 */
static __align(64) uint8_t mem2base[MEM2_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x30000000))); /* 内部SRAM1+SRAM2内存池 */
static __align(64) uint8_t mem3base[MEM3_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x38000000))); /* 内部SRAM4内存池 */
static __align(64) uint8_t mem4base[MEM4_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x20000000))); /* 内部DTCM内存池 */
static __align(64) uint8_t mem5base[MEM5_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x00000000))); /* 内部ITCM内存池 */
/* 内存管理表 */
static MT_TYPE mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; /* 内部SRAM内存池MAP */
static MT_TYPE mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x30000000
+ MEM2_MAX_SIZE))); /* 内部SRAM1+SRAM2内存池MAP */
static MT_TYPE mem3mapbase[MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x38000000
+ MEM3_MAX_SIZE))); /* 内部SRAM4内存池MAP */
static MT_TYPE mem4mapbase[MEM4_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x20000000
+ MEM4_MAX_SIZE))); /* 内部DTCM内存池MAP */
static MT_TYPE mem5mapbase[MEM5_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x00000000
+ MEM5_MAX_SIZE))); /* 内部ITCM内存池MAP */
/* 内存管理参数 */
const uint32_t memtblsize[SRAMBANK] = {MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,
MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE,
MEM4_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM5_ALLOC_TABLE_SIZE
}; /* 内存表大小 */
const uint32_t memblksize[SRAMBANK] = {MEM1_BLOCK_SIZE, MEM2_BLOCK_SIZE,
MEM3_BLOCK_SIZE, MEM4_BLOCK_SIZE, MEM5_BLOCK_SIZE
}; /* 内存分块大小 */
const uint32_t memsize[SRAMBANK] = {MEM1_MAX_SIZE, MEM2_MAX_SIZE,
MEM3_MAX_SIZE, MEM4_MAX_SIZE, MEM5_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, mem4base, mem5base, /* 内存池 */
mem1mapbase, mem2mapbase, mem3mapbase, mem4mapbase,
mem5mapbase, /* 内存管理状态表 */
0, 0, 0, 0, 0, /* 内存管理未就绪 */
};
我们通过内存管理控制器mallco_dev结构体，实现对六个内存池的管理控制。
第一个是内部SRAM内存池，定义为：
static __align(64) uint8_t mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; /* 内部SRAM内存池 */
第二个是SRAM1+SRAM2内存池，定义为：
static __align(64) uint8_t mem2base[MEM2_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x30000000))); /* 内部SRAM1+SRAM2内存池 */
第三个是SRAM4内存池，定义为：
static __align(64) uint8_t mem3base[MEM3_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x38000000))); /* 内部SRAM4内存池 */
第四个是DTCM内存池，定义为：
static __align(64) uint8_t mem4base[MEM4_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x20000000))); /* 内部DTCM内存池 */
第五个是ITCM内存池，定义为：
static __align(64) uint8_t mem5base[MEM5_MAX_SIZE]
__attribute__((at(0x00000000))); /* 内部ITCM内存池 */
因为STM32H7内部有5个连续的内存块，因此总共需要5个内存池，AXI SRAM内存池的首地址由编译器指定，其他几个内部内存池的首地址就是相应SRAM的首地址。
其中，__align(64)定义内存池为64字节对齐，以适应各种不同场合的需求。
这样总共有5部分内存，分成5个内存池，每个内存池需要一个内存管理表，因此又有5个内存管理表：mem1mapbase~ mem5mapbase，内存管理表所占内存，也指定在对应的内存块里面分配。因此：内存池+内存管理表，基本上就占了整个内存块的全部空间了。
下面介绍其他的malloc代码，具体如下：
/**
复制内存
目的地址
源地址
需要复制的内存长度(字节为单位)
无
*/
void my_mem_copy(void *des, void *src, uint32_t n)
{
uint8_t *xdes = des;
uint8_t *xsrc = src;
while (n--)*xdes++ = *xsrc++;
}
/**
设置内存值
内存首地址
要设置的值
需要设置的内存大小(字节为单位)
无
*/
void my_mem_set(void *s, uint8_t c, uint32_t count)
{
uint8_t *xs = s;
while (count--)*xs++ = c;
}
/**
内存管理初始化
所属内存块
无
*/
void my_mem_init(uint8_t memx)
{
/* 获取memmap数组的类型长度(uint16_t /uint32_t)*/
uint8_t mttsize = sizeof(MT_TYPE);
/* 内存状态表数据清零 */
my_mem_set(mallco_dev.memmap[memx], 0, memtblsize[memx]*mttsize);
/* 内存管理初始化OK */
mallco_dev.memrdy[memx] = 1;
}
/**
获取内存使用率
所属内存块
使用率(扩大了10倍,0~1000,代表0.0%~100.0%)
*/
uint16_t my_mem_perused(uint8_t memx)
{
uint32_t used = 0;
uint32_t i;
for (i = 0; i < memtblsize[memx]; i++)
{
if (mallco_dev.memmap[memx][i])used++;
}
return (used * 1000) / (memtblsize[memx]);
}
/**
内存分配(内部调用)
所属内存块
要分配的内存大小(字节)
内存偏移地址
有效的内存偏移地址
无效的内存偏移地址
*/
static uint32_t my_mem_malloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
signed long offset = 0;
uint32_t nmemb; /* 需要的内存块数 */
uint32_t cmemb = 0; /* 连续空内存块数 */
uint32_t 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++;
/* 搜索整个内存控制区 */
for (offset = memtblsize[memx] - 1; offset >= 0; offset--)
{
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)
所属内存块
内存地址偏移
释放结果
释放成功;
释放失败;
超区域了(失败);
*/
static uint8_t my_mem_free(uint8_t memx, uint32_t 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)
所属内存块
内存首地址
无
*/
void myfree(uint8_t memx, void *ptr)
{
uint32_t offset;
if (ptr == NULL)return; /* 地址为0. */
offset = (uint32_t)ptr - (uint32_t)mallco_dev.membase[memx];
my_mem_free(memx, offset); /* 释放内存 */
}
/**
分配内存(外部调用)
所属内存块
要分配的内存大小(字节)
分配到的内存首地址.
*/
void *mymalloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
uint32_t offset;
offset = my_mem_malloc(memx, size);
if (offset == 0XFFFFFFFF) /* 申请出错 */
{
return NULL; /* 返回空(0) */
}
else /* 申请没问题, 返回首地址 */
{
return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);
}
}
/**
重新分配内存(外部调用)
所属内存块
旧内存首地址
要分配的内存大小(字节)
新分配到的内存首地址.
*/
void *myrealloc(uint8_t memx, void *ptr, uint32_t size)
{
uint32_t offset;
offset = my_mem_malloc(memx, size);
if (offset == 0XFFFFFFFF) /* 申请出错 */
{
return NULL; /* 返回空(0) */
}
else /* 申请没问题, 返回首地址 */
{
my_mem_copy((void *)((uint32_t)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 *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx]
+ offset); /* 返回新内存首地址 */
}
}
整个malloc代码的核心函数：my_mem_malloc和my_mem_free，分别用于内存申请和内存释放。思路就是前面44.1所介绍的分配内存和释放内存，不过在这里，这两个函数知识内部调用，外部调用我们另外定义了mymalloc和myfree两个函数，其他函数我们就不多介绍了。
2. main.c代码
main.c代码如下：
const char *SRAM_NAME_BUF[SRAMBANK] = {"SRAMIN", "SRAM12", "SRAM4 ",
"SRAMDTCM", "SRAMITCM"};
int main(void)
{
uint8_t paddr[20]; /* 存放P Addr:+p地址的ASCII值 */
uint16_t memused = 0;
uint8_t key;
uint8_t i = 0;
uint8_t *p = 0;
uint8_t *tp = 0;
uint8_t sramx = 0; /* 默认为内部sram */
sys_cache_enable(); /* 打开L1-Cache */
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4); /* 设置时钟, 480Mhz */
delay_init(480); /* 延时初始化 */
usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */
usmart_dev.init(240); /* 初始化USMART */
mpu_memory_protection(); /* 保护相关存储区域 */
led_init(); /* 初始化LED */
lcd_init(); /* 初始化LCD */
key_init(); /* 初始化按键 */
my_mem_init(SRAMIN); /* 初始化内部内存池(AXI) */
my_mem_init(SRAM12); /* 初始化SRAM12内存池(SRAM1+SRAM2) */
my_mem_init(SRAM4); /* 初始化SRAM4内存池(SRAM4) */
my_mem_init(SRAMDTCM); /* 初始化DTCM内存池(DTCM) */
my_mem_init(SRAMITCM); /* 初始化ITCM内存池(ITCM) */
lcd_show_string(30, 40, 200, 16, 16, "STM32", RED);
lcd_show_string(30, 60, 200, 16, 16, "MALLOC TEST", RED);
lcd_show_string(30, 80, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
lcd_show_string(30, 100, 200, 16, 16, "KEY0:Malloc & WR & Show", RED);
lcd_show_string(30, 120, 200, 16, 16, "KEY_UP:SRAMx KEY1:Free", RED);
lcd_show_string(30, 140, 200, 16, 16, "SRAMIN ", BLUE);
lcd_show_string(30, 156, 200, 16, 16, "SRAMIN USED:", BLUE);
lcd_show_string(30, 172, 200, 16, 16, "SRAM12 USED:", BLUE);
lcd_show_string(30, 188, 200, 16, 16, "SRAM4 USED:", BLUE);
lcd_show_string(30, 204, 200, 16, 16, "SRAMDTCM USED:", BLUE);
lcd_show_string(30, 220, 200, 16, 16, "SRAMITCM USED:", BLUE);
while (1)
{
key = key_scan(0); /* 不支持连按 */
switch (key)
{
case KEY0_PRES: /* KEY0按下 */
p = mymalloc(sramx, 2048);/* 申请2K字节,并写入内容,显示在lcd屏幕上面*/
if (p != NULL)
{
/* 向p写入一些内容 */
sprintf((char *)p, "Memory Malloc Test%03d", i);
/* 显示P的内容 */
lcd_show_string(30, 280, 209, 16, 16, (char *)p, BLUE);
}
break;
case KEY1_PRES: /* KEY1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 > 4)sramx = 0;
lcd_show_string(30, 140, 200, 16, 16,
(char *)SRAM_NAME_BUF[sramx], BLUE);
break;
}
if (tp != p && p != NULL)
{
tp = p;
sprintf((char *)paddr, "P Addr:0X%08X", (uint32_t)tp);
/* 显示p的地址 */
lcd_show_string(30, 260, 209, 16, 16, (char *)paddr, BLUE);
if (p)
{
/* 显示P的内容 */
lcd_show_string(30, 280, 280, 16, 16, (char *)p, BLUE);
}
else
{
lcd_fill(30, 280, 209, 296, WHITE); /* p=0,清除显示 */
}
}
delay_ms(10);
i++;
if ((i % 20) == 0) /* DS0闪烁. */
{
memused = my_mem_perused(SRAMIN);
sprintf((char *)paddr, "%d.%01d%%", memused / 10, memused % 10);
/* 显示内部内存使用率 */
lcd_show_string(30 + 112, 156, 200, 16, 16, (char *)paddr, BLUE);
memused = my_mem_perused(SRAM12);
sprintf((char *)paddr, "%d.%01d%%", memused / 10, memused % 10);
/* 显示TCM内存使用率 */
lcd_show_string(30 + 112, 172, 200, 16, 16, (char *)paddr, BLUE);
memused = my_mem_perused(SRAM4);
sprintf((char *)paddr, "%d.%01d%%", memused / 10, memused % 10);
/* 显示内部内存使用率 */
lcd_show_string(30 + 112, 188, 200, 16, 16, (char *)paddr, BLUE);
memused = my_mem_perused(SRAMDTCM);
sprintf((char *)paddr, "%d.%01d%%", memused / 10, memused % 10);
/* 显示外部内存使用率 */
lcd_show_string(30 + 112, 204, 200, 16, 16, (char *)paddr, BLUE);
memused = my_mem_perused(SRAMITCM);
sprintf((char *)paddr, "%d.%01d%%", memused / 10, memused % 10);
/* 显示TCM内存使用率 */
lcd_show_string(30 + 112, 220, 200, 16, 16, (char *)paddr, BLUE);
LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 */
}
}
}该部分代码比较简单，主要是对mymalloc和myfree的应用。不过这里提醒大家，如果对一个指针进行多次内存申请，而之前的申请又没释放，那么将造成“内存泄露”，这是内存管理所不希望发生的，久而久之，可能导致无内存可用的情况！所以，在使用的时候，请大家一定记得，申请的内存在用完以后，一定要释放。
另外，本章希望利用USMART调试内存管理，所以在USMART里面添加了mymalloc和myfree两个函数，用于测试内存分配和内存释放。大家可以通过USMART自行测试。
44.4 下载验证
将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。
刚开始，所有内存的使用率均为0%，说明还没有任何内存被使用，此时我们按下KEY0，就可以看到内部SRAM内存被使用0.4%了，如下图所示：
图44.4.1 内存管理实验测试图
同时看到下面提示了指针p所指向的地址（其实就是被分配到的内存地址）和内容。多按几次KEY0，可以看到内存使用率持续上升（注意对比p的值，可以发现是递减的，说明是从顶部开始分配内存！），此时如果按下KEY1，可以发现内存使用率降低了0.4%，但是再按KEY1将不再降低，说明“内存泄露”了。这就是前面提到的对一个指针多次申请内存，而之前申请的内存又没释放，导致的“内存泄露”。
按KEY_UP按键，可以切换当前操作内存（内部SRAM、内部SRAM12、内部SRAM4、内部DTCM和内部ITCM），KEY1键用于更新指针p的内容，更新后的内容将重新显示在LCD模块上面。
本章，我们还可以借助USMART，测试内存的分配和释放，有兴趣的朋友可以动手试试。如图44.4.2所示：
图44.4.2 USMART测试内存管理图
图中，我们先申请了4660字节的内存，然后得到申请到的内存首地址为：0x24075940，说明我们申请内存成功（如果不成功，则会收到0），然后释放内存的时候，参数是指针的地址，即执行：myfree(0x24075940)，就可以释放我们申请到的内存。其他情况，大家可以自行测试并分析。