[发明专利]一种基于任务调度的嵌入式动态内存分配系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于任务调度的嵌入式动态内存分配系统及方法，用户可以通过内存分配系统，选择自己的分配模式，实现在多任务并发的环境下，保持内存的一致性和内存分配的灵活性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于任务调度的嵌入式动态内存分配系统及方法。

背景技术

随着智能技术和物联网技术的快速发展，各种设备互联互通，嵌入式设备开始承担越来越多的功能。嵌入式开发中的芯片内存资源较少，内存管理的重要性越来越重要，内存管理的稳定性和性能对嵌入式软件的性能影响越来越重要。目前该领域在嵌入式开发中，采用传统的内存池分配方式，经常使用动态内存分配，而动态内存分配存在内存回收的问题，在内存频繁发生变化的过程中，很有可能出现内存泄露；当多个线程同时访问内存池的时候，可能会产生内存重复分配和错误分配的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决在多任务的环境下，内存分配存在的一致性问题和内存分配的灵活性问题而提供一种基于任务调度的嵌入式动态内存分配系统及方法，本发明的用户可以通过内存分配系统，选择自己的分配模式，实现在多任务并发的环境下，保持内存的一致性和内存分配的灵活性。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于任务调度的嵌入式动态内存分配系统，包括若干个阻塞任务队列，一个slab内存管理器；

所述slab内存管理器，包括多个内存池，每一个内存池对应一个阻塞任务队列，每个内存池中的内存块大小不同，用户自己定义大小。

所述阻塞任务队列是当对应内存池正在被使用，或者内存块不足时，将当前任务加入。

进一步方案为，所述内存池中的内存块大小设置为为2的0次方字节到2的10次方字节。

本发明另一方面提供了一种基于任务调度的嵌入式动态内存分配方法，包括以下步骤：

步骤1，初始化内存分配系统；

步骤2，根据用户选择模式进行动态内存申请；

步骤3，动态释放申请的内存；

步骤4，销毁内存分配系统，结束分配。

进一步方案为，所述步骤1中，初始化内存分配系统过程包括：

创建n个大小为mKB的数组，作为n个内存池管理的空间，创建对应的阻塞队列，并将其置为空，并创建slab内存管理器对象。

进一步方案为，所述步骤2中，根据用户选择模式进行动态内存申请过程包括：

用户首先选择分配的模式，其中分配模式包括永久等待，有限等待，不等待；根据用户选择的方式进入分配函数内部，随后计算用户申请内存的大小，根据内存的大小选择对应的内存池，如果内存池正在被使用或内存不足，而用户选择的是永久等待，则加入到该内存池对应的阻塞队列中；如果用户选择的是有限等待，则会循环等待有限时间；如果在等待时间内内存池被其他任务释放或这重新有充足内存，则进行申请内存操作；若没有则返回空值表示申请失败，如果用户选择的是不等待模式，则直接返回空值。

进一步方案为，所述步骤3中，动态释放申请的内存过程包括：

根据用户提供的内存地址，找到所对应的内存池，将其对应的内存块内容置为空，并唤醒该内存池对应的阻塞任务队列中的第一个任务。

进一步方案为，所述步骤4中，内存分配系统的销毁过程包括：

遍历所有内存池，释放掉所有分配出去的内存块，同时遍历所有的阻塞任务队列，将任务的状态位置为错误，表示内存分配失败，让任务继续执行，释放slab内存管理对象。

本发明的有益效果在于：