27.1 初学者重要提示
学习本章节前,务必优先学习了解TCM,SRAM等五块内存区的基础知识,比较重要。
将RTX5系统的动态内存管理整理了出来,可以同时管理多个分区。如果其它RTOS中使用,记得做互斥保护或者加个调度锁均可。
支持动态内存使用情况统计。
27.2 动态内存管理移植
移植比较简单,仅需添加两个文件到工程即可。
27.2.1 MDK版的移植
第1步,添加如下两个文件到MDK中
注,以本章配套例子为例,这两个文件的路径\User\malloc。
第2步,添加路径。
第3步,添加头文件。
如果哪个源文件要用到动态内存,包含rtx_lib.h即可,本章配套例子是直接将其放在了bsp.h文件里面,哪个源文件要用到动态内存,直接包含bsp.h头文件即可。
通过这简单的三步就完成了MDK的移植。
27.2.2 IAR版的移植
第1步,添加如下两个文件到IAR中
注,以本章配套例子为例,这两个文件的路径\User\malloc。
第2步,添加路径。
第3步,添加头文件。
如果哪个源文件要用到动态内存,包含rtx_lib.h即可,本章配套例子是直接将其放在了bsp.h文件里面,哪个源文件要用到动态内存,直接包含bsp.h头文件即可。
通过这简单的三步就完成了IAR的移植。
27.3 动态内存的使用方法
下面分别以MDK和IAR为例进行说明:
27.3.1 MDK上的动态内存用法
定义动态内存区
比如当前的主RAM用的DTCM,我们就可以直接定义一块大的数组作为动态内存空间:
- /* DTCM, 64KB */
- /* 用于获取当前使用的空间大小 */
- mem_head_t *DTCMUsed;
- /* 定义为64位变量,首地址是8字节对齐 */
- uint64_t AppMallocDTCM[64*1024/8];
复制代码
如果要使用AXI SRAM作为动态内存空间,可以使用__attribute__((at( )))指定地址。
- /* D1域, AXI SRAM, 512KB */
- /* 用于获取当前使用的空间大小 */
- mem_head_t *AXISRAMUsed;
- /* 定义为64位变量,首地址是8字节对齐 */
- uint64_t AppMallocAXISRAM[512*1024/8]__attribute__((at(0x24000000)));
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初始化动态内存区
调用动态内存管理提供的函数osRtxMemoryInit即可做初始化:
osRtxMemoryInit(AppMallocDTCM, sizeof(AppMallocDTCM));
osRtxMemoryInit(AppMallocAXISRAM, sizeof(AppMallocAXISRAM));
申请动态内存
通过函数void *osRtxMemoryAlloc (void *mem, uint32_t size, uint32_t type)做动态内存申请。
第1个参数填写内存区首地址,比如申请的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。
第2个参数填写申请的字节大小,单位字节。
第3个参数固定填0即可。
返回值是所申请缓冲区的首地址,如果没有空间可用,将返回NULL,这点要特别注意!
举个例子:
- uint32_t *DTCM_Addres0, *AXISRAM_Addres0;
- /* 从DTCM申请280字节空间,使用指针变量DTCM_Addres0操作这些空间时不要超过280字节大小 */
- DTCM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 280, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
- /* 从AXI SRAM 申请160字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres0操作这些空间时不要超过160字节大小 */
- AXISRAM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 160, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0162字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
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申请了空间后,就可以直接使用了。另外注意红色字体部分,通过DTCMUsed->used和AXISRAMUsed->used可以获取当前使用的空间大小。
释放动态内存
通过函数uint32_t osRtxMemoryFree (void *mem, void *block)做动态内存释放。
第1个参数填写内存区首地址,比如释放的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。
第2个参数填写申请内存时所获取的内存区首地址,这里用于释放。
返回值,返回1表示成功,返回0表示失败。
举个例子:
- /* 释放从DTCM申请的280字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n", DTCMUsed->used);
- /* 释放从AXI SRAM申请的160字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的0160字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n", AXISRAMUsed->used);
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27.3.2 IAR上的动态内存用法
注:IAR使用这个动态内存管理,仅在定义时跟MDK略有不同,其它地方是一样的。
定义动态内存区
比如当前的主RAM用的DTCM,我们就可以直接定义一块大的数组作为动态内存空间:
- /* DTCM, 64KB */
- /* 用于获取当前使用的空间大小 */
- mem_head_t *DTCMUsed;
- /* 定义为64位变量,首地址是8字节对齐 */
- uint64_t AppMallocDTCM[64*1024/8];
复制代码
如果要使用AXI SRAM作为动态内存空间,可以使用__attribute__((at( )))指定地址。
- /* D1域, AXI SRAM, 512KB */
- /* 用于获取当前使用的空间大小 */
- mem_head_t *AXISRAMUsed;
- /* 指定下面数组的地址为0x24000000 */
- #pragma location = 0x24000000
- uint64_t AppMallocAXISRAM[512*1024/8];
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初始化动态内存区
调用动态内存管理提供的函数osRtxMemoryInit即可做初始化:
- osRtxMemoryInit(AppMallocDTCM, sizeof(AppMallocDTCM));
- osRtxMemoryInit(AppMallocAXISRAM, sizeof(AppMallocAXISRAM));
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申请动态内存
通过函数void *osRtxMemoryAlloc (void *mem, uint32_t size, uint32_t type)做动态内存申请。
第1个参数填写内存区首地址,比如申请的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。
第2个参数填写申请的字节大小,单位字节。
第3个参数固定填0即可。
返回值是所申请缓冲区的首地址,如果没有空间可用,将返回NULL,这点要特别注意!
举个例子:
- uint32_t *DTCM_Addres0, *AXISRAM_Addres0;
- /* 从DTCM申请280字节空间,使用指针变量DTCM_Addres0操作这些空间时不要超过280字节大小 */
- DTCM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 280, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
- /* 从AXI SRAM 申请160字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres0操作这些空间时不要超过160字节大小 */
- AXISRAM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 160, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0162字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
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申请了空间后,就可以直接使用了。另外注意红色字体部分,通过DTCMUsed->used和AXISRAMUsed->used可以获取当前使用的空间大小。
释放动态内存
通过函数uint32_t osRtxMemoryFree (void *mem, void *block)做动态内存释放。
第1个参数填写内存区首地址,比如释放的AppMallocDTCM,就填AppMallocDTCM即可。
第2个参数填写申请内存时所获取的内存区首地址,这里用于释放。
返回值,返回1表示成功,返回0表示失败。
举个例子:
- /* 释放从DTCM申请的280字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n", DTCMUsed->used);
- /* 释放从AXI SRAM申请的160字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的0160字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n", AXISRAMUsed->used)
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27.4 实验例程说明(MDK)
配套例子:
V7-006_TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现
实验目的:
学习TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现。
实验内容
启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。
实验操作:
K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。
K1键松开,释放从DTCM申请的空间。
K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。
K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。
K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。
K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。
摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。
摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
程序设计:
系统栈大小分配:
RAM空间用的DTCM:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: bsp_Init
- * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void bsp_Init(void)
- {
- /* 配置MPU */
- MPU_Config();
-
- /* 使能L1 Cache */
- CPU_CACHE_Enable();
- /*
- STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
- - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
- - 设置NVIV优先级分组为4。
- */
- HAL_Init();
- /*
- 配置系统时钟到400MHz
- - 切换使用HSE。
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
- */
- SystemClock_Config();
- /*
- Event Recorder:
- - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
- - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章
- */
- #if Enable_EventRecorder == 1
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
- EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
- EventRecorderStart();
- #endif
-
- bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
- bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
- bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
- bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
- }
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MPU配置和Cache配置:
数据Cache和指令Cache都开启。
AXI SRAM的MPU属性:
Write back, Read allocate,Write allocate。
FMC的扩展IO的MPU属性:
必须Device或者Strongly Ordered。
D2 SRAM1,SRAM2和SRAM3的MPU属性:
Write through, read allocate,no write allocate。
D3 SRAM4的MPU属性:
Write through, read allocate,no write allocate。
主功能:
主程序实现如下操作:
启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。
K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。
K1键松开,释放从DTCM申请的空间。
K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。
K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。
K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。
K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。
摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。
摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: main
- * 功能说明: c程序入口
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
- *********************************************************************************************************
- */
- int main(void)
- {
- uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
- uint32_t *DTCM_Addres0, *AXISRAM_Addres0, *SRAM1_Addres0, *SRAM4_Addres0;
- uint16_t *DTCM_Addres1, *AXISRAM_Addres1, *SRAM1_Addres1, *SRAM4_Addres1;
- uint8_t *DTCM_Addres2, *AXISRAM_Addres2, *SRAM1_Addres2, *SRAM4_Addres2;
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
-
- /* 初始化动态内存空间 */
- osRtxMemoryInit(AppMallocDTCM, sizeof(AppMallocDTCM));
- osRtxMemoryInit(AppMallocAXISRAM, sizeof(AppMallocAXISRAM));
- osRtxMemoryInit(AppMallocSRAM1, sizeof(AppMallocSRAM1));
- osRtxMemoryInit(AppMallocSRAM4, sizeof(AppMallocSRAM4));
-
- PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
- PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
- bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
-
- /* 进入主程序循环体 */
- while (1)
- {
- bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
- /* 判断定时器超时时间 */
- if (bsp_CheckTimer(0))
- {
- /* 每隔100ms 进来一次 */
- bsp_LedToggle(2);
- }
- /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
- ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
- if (ucKeyCode != KEY_NONE)
- {
- switch (ucKeyCode)
- {
- /* 从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节 */
- case KEY_DOWN_K1:
- /* 从DTCM申请280字节空间,使用指针变量DTCM_Addres0操作这些空间时不要超过280字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- DTCM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 280, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
-
- /* 从DTCM申请64字节空间,使用指针变量DTCM_Addres1操作这些空间时不要超过64字节大小 */
- DTCM_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 64, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0064字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
-
- /* 从DTCM申请6111字节空间,使用指针变量DTCM_Addres2操作这些空间时不要超过6111字节大小 */
- DTCM_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 6111, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 6111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
- break;
-
- /* 释放从DTCM申请的空间 */
- case KEY_UP_K1:
- /* 释放从DTCM申请的280字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->used);
-
- /* 释放从DTCM申请的64字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres1);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的0064字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->used);
-
- /* 释放从DTCM申请的6111字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres2);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的6111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->used);
- break;
-
- /* 从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节 */
- case KEY_DOWN_K2:
- /* 从AXI SRAM 申请160字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres0操作这些空间时不要超过160字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- AXISRAM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 160, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0162字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
-
- /* 从AXI SRAM 申请32字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres1操作这些空间时不要超过32字节大小 */
- AXISRAM_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 32, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0032字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
-
- /* 从AXI SRAM 申请2333字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres2操作这些空间时不要超过2333字节大小 */
- AXISRAM_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 2333, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 2333字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
- break;
-
- /* 释放从AXI SRAM申请的空间 */
- case KEY_UP_K2:
- /* 释放从AXI SRAM申请的160字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的0160字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->used);
-
- /* 释放从AXI SRAM申请的32字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres1);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的0032字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->used);
-
- /* 释放从AXI SRAM申请的2333字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres2);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的2333字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->used);
- break;
-
- /* 从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节 */
- case KEY_DOWN_K3:
- /* 从D2域的SRAM申请200字节空间,使用指针变量SRAM1_Addres0操作这些空间时不要超过200字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- SRAM1_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM1, 200, 0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("D2域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0200字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->size, SRAM1Used->used);
-
- /* 从D2域的SRAM申请96字节空间,使用指针变量SRAM1_Addres1操作这些空间时不要超过96字节大小 */
- SRAM1_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM1, 96, 0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("D2域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0096字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->size, SRAM1Used->used);
-
- /* 从D2域的SRAM申请4111字节空间,使用指针变量SRAM1_Addres2操作这些空间时不要超过4111字节大小 */
- SRAM1_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM1, 4111, 0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("D2域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 4111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->size, SRAM1Used->used);
- break;
-
- /* 释放从D2域SRAM申请的空间 */
- case KEY_UP_K3:
- /* 释放从D2域的SRAM申请的200字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM1, SRAM1_Addres0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("释放D2域SRAM动态内存区申请的0200字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->used);
-
- /* 释放从D2域的SRAM申请的96字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM1, SRAM1_Addres1);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("释放D2域SRAM动态内存区申请的0096字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->used);
-
- /* 释放从D2域的SRAM申请的4111字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM1, SRAM1_Addres2);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("释放D2域SRAM动态内存区申请的4111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->used);
- break;
-
- /* 从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节 */
- case JOY_DOWN_OK:
- /* 从D3域的SRAM申请300字节空间,使用指针变量SRAM4_Addres0操作这些空间时不要超过300字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- SRAM4_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM4, 300, 0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("D3域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0300字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->size, SRAM4Used->used);
-
- /* 从D3域的SRAM申请96字节空间,使用指针变量SRAM4_Addres1操作这些空间时不要超过96字节大小 */
- SRAM4_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM4, 128, 0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("D3域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0128字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->size, SRAM4Used->used);
-
- /* 从D3域的SRAM申请5111字节空间,使用指针变量SRAM4_Addres2操作这些空间时不要超过5111字节大小 */
- SRAM4_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM4, 5111, 0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("D3域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 5111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->size, SRAM4Used->used);
- break;
-
- /* 释放从D3域SRAM申请的空间 */
- case JOY_UP_OK:
- /* 释放从D3域的SRAM申请的300字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM4, SRAM4_Addres0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("释放D3域SRAM动态内存区申请的0300字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->used);
-
- /* 释放从D3域的SRAM申请的128字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM4, SRAM4_Addres1);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("释放D3域SRAM动态内存区申请的0128字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->used);
-
- /* 释放从D3域的SRAM申请的5111字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM4, SRAM4_Addres2);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("释放D3域SRAM动态内存区申请的5111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->used);
- break;
-
- default:
- /* 其它的键值不处理 */
- break;
- }
- }
- }
- }
复制代码
27.5 实验例程说明(IAR)
配套例子:
V7-006_TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现
实验目的:
学习TCM,SRAM等五块内存的动态内存分配实现。
实验内容:
启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。
实验操作:
K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。
K1键松开,释放从DTCM申请的空间。
K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。
K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。
K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。
K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。
摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。
摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
程序设计:
系统栈大小分配:
RAM空间用的DTCM:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: bsp_Init
- * 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
- * 形 参:无
- * 返 回 值: 无
- *********************************************************************************************************
- */
- void bsp_Init(void)
- {
- /* 配置MPU */
- MPU_Config();
-
- /* 使能L1 Cache */
- CPU_CACHE_Enable();
- /*
- STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
- - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
- - 设置NVIV优先级分组为4。
- */
- HAL_Init();
- /*
- 配置系统时钟到400MHz
- - 切换使用HSE。
- - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
- */
- SystemClock_Config();
- /*
- Event Recorder:
- - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
- - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章
- */
- #if Enable_EventRecorder == 1
- /* 初始化EventRecorder并开启 */
- EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
- EventRecorderStart();
- #endif
-
- bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
- bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
- bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
- bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */
- bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
- }
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MPU配置和Cache配置:
数据Cache和指令Cache都开启。
AXI SRAM的MPU属性:
Write back, Read allocate,Write allocate。
FMC的扩展IO的MPU属性:
必须Device或者Strongly Ordered。
D2 SRAM1,SRAM2和SRAM3的MPU属性:
Write through, read allocate,no write allocate。
D3 SRAM4的MPU属性:
Write through, read allocate,no write allocate。
主功能:
主程序实现如下操作:
启动自动重装软件定时器0,每100ms翻转一次LED2。
K1键按下,从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节。
K1键松开,释放从DTCM申请的空间。
K2键按下,从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节。
K2键松开,释放从AXI SRAM申请的空间。
K3键按下,从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节。
K3键松开,释放从D2域SRAM申请的空间。
摇杆OK键按下,从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节。
摇杆OK键松开,释放从D3域SRAM申请的空间。
- /*
- *********************************************************************************************************
- * 函 数 名: main
- * 功能说明: c程序入口
- * 形 参: 无
- * 返 回 值: 错误代码(无需处理)
- *********************************************************************************************************
- */
- int main(void)
- {
- uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
- uint32_t *DTCM_Addres0, *AXISRAM_Addres0, *SRAM1_Addres0, *SRAM4_Addres0;
- uint16_t *DTCM_Addres1, *AXISRAM_Addres1, *SRAM1_Addres1, *SRAM4_Addres1;
- uint8_t *DTCM_Addres2, *AXISRAM_Addres2, *SRAM1_Addres2, *SRAM4_Addres2;
- bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
-
- /* 初始化动态内存空间 */
- osRtxMemoryInit(AppMallocDTCM, sizeof(AppMallocDTCM));
- osRtxMemoryInit(AppMallocAXISRAM, sizeof(AppMallocAXISRAM));
- osRtxMemoryInit(AppMallocSRAM1, sizeof(AppMallocSRAM1));
- osRtxMemoryInit(AppMallocSRAM4, sizeof(AppMallocSRAM4));
-
- PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
- PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
- bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
-
- /* 进入主程序循环体 */
- while (1)
- {
- bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
- /* 判断定时器超时时间 */
- if (bsp_CheckTimer(0))
- {
- /* 每隔100ms 进来一次 */
- bsp_LedToggle(2);
- }
- /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
- ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
- if (ucKeyCode != KEY_NONE)
- {
- switch (ucKeyCode)
- {
- /* 从DTCM依次申请280字节,64字节和6111字节 */
- case KEY_DOWN_K1:
- /* 从DTCM申请280字节空间,使用指针变量DTCM_Addres0操作这些空间时不要超过280字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- DTCM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 280, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
-
- /* 从DTCM申请64字节空间,使用指针变量DTCM_Addres1操作这些空间时不要超过64字节大小 */
- DTCM_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 64, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 0064字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
-
- /* 从DTCM申请6111字节空间,使用指针变量DTCM_Addres2操作这些空间时不要超过6111字节大小 */
- DTCM_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocDTCM, 6111, 0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("DTCM总大小 = %d字节,申请大小 = 6111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->size, DTCMUsed->used);
- break;
-
- /* 释放从DTCM申请的空间 */
- case KEY_UP_K1:
- /* 释放从DTCM申请的280字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres0);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的0280字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->used);
-
- /* 释放从DTCM申请的64字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres1);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的0064字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->used);
-
- /* 释放从DTCM申请的6111字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocDTCM, DTCM_Addres2);
- DTCMUsed = MemHeadPtr(AppMallocDTCM);
- printf("释放DTCM动态内存区申请的6111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- DTCMUsed->used);
- break;
-
- /* 从AXI SRAM依次申请160字节,32字节和2333字节 */
- case KEY_DOWN_K2:
- /* 从AXI SRAM 申请160字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres0操作这些空间时不要超过160字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- AXISRAM_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 160, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0162字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
-
- /* 从AXI SRAM 申请32字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres1操作这些空间时不要超过32字节大小 */
- AXISRAM_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 32, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0032字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
-
- /* 从AXI SRAM 申请2333字节空间,使用指针变量AXISRAM_Addres2操作这些空间时不要超过2333字节大小 */
- AXISRAM_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocAXISRAM, 2333, 0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("AXI SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 2333字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->size, AXISRAMUsed->used);
- break;
-
- /* 释放从AXI SRAM申请的空间 */
- case KEY_UP_K2:
- /* 释放从AXI SRAM申请的160字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres0);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的0160字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->used);
-
- /* 释放从AXI SRAM申请的32字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres1);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的0032字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->used);
-
- /* 释放从AXI SRAM申请的2333字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocAXISRAM, AXISRAM_Addres2);
- AXISRAMUsed = MemHeadPtr(AppMallocAXISRAM);
- printf("释放AXI SRAM动态内存区申请的2333字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- AXISRAMUsed->used);
- break;
-
- /* 从D2域SRAM依次申请200字节,96字节和4111字节 */
- case KEY_DOWN_K3:
- /* 从D2域的SRAM申请200字节空间,使用指针变量SRAM1_Addres0操作这些空间时不要超过200字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- SRAM1_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM1, 200, 0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("D2域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0200字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->size, SRAM1Used->used);
-
- /* 从D2域的SRAM申请96字节空间,使用指针变量SRAM1_Addres1操作这些空间时不要超过96字节大小 */
- SRAM1_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM1, 96, 0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("D2域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0096字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->size, SRAM1Used->used);
-
- /* 从D2域的SRAM申请4111字节空间,使用指针变量SRAM1_Addres2操作这些空间时不要超过4111字节大小 */
- SRAM1_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM1, 4111, 0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("D2域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 4111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->size, SRAM1Used->used);
- break;
-
- /* 释放从D2域SRAM申请的空间 */
- case KEY_UP_K3:
- /* 释放从D2域的SRAM申请的200字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM1, SRAM1_Addres0);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("释放D2域SRAM动态内存区申请的0200字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->used);
-
- /* 释放从D2域的SRAM申请的96字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM1, SRAM1_Addres1);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("释放D2域SRAM动态内存区申请的0096字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->used);
-
- /* 释放从D2域的SRAM申请的4111字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM1, SRAM1_Addres2);
- SRAM1Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM1);
- printf("释放D2域SRAM动态内存区申请的4111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM1Used->used);
- break;
-
- /* 从D3域SRAM依次申请300字节,128字节和5111字节 */
- case JOY_DOWN_OK:
- /* 从D3域的SRAM申请300字节空间,使用指针变量SRAM4_Addres0操作这些空间时不要超过300字节大小 */
- printf("=========================================================\r\n");
- SRAM4_Addres0 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM4, 300, 0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("D3域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0300字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->size, SRAM4Used->used);
-
- /* 从D3域的SRAM申请96字节空间,使用指针变量SRAM4_Addres1操作这些空间时不要超过96字节大小 */
- SRAM4_Addres1 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM4, 128, 0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("D3域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 0128字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->size, SRAM4Used->used);
-
- /* 从D3域的SRAM申请5111字节空间,使用指针变量SRAM4_Addres2操作这些空间时不要超过5111字节大小 */
- SRAM4_Addres2 = osRtxMemoryAlloc(AppMallocSRAM4, 5111, 0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("D3域SRAM总大小 = %d字节,申请大小 = 5111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->size, SRAM4Used->used);
- break;
-
- /* 释放从D3域SRAM申请的空间 */
- case JOY_UP_OK:
- /* 释放从D3域的SRAM申请的300字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM4, SRAM4_Addres0);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("释放D3域SRAM动态内存区申请的0300字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->used);
-
- /* 释放从D3域的SRAM申请的128字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM4, SRAM4_Addres1);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("释放D3域SRAM动态内存区申请的0128字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->used);
-
- /* 释放从D3域的SRAM申请的5111字节空间 */
- osRtxMemoryFree(AppMallocSRAM4, SRAM4_Addres2);
- SRAM4Used = MemHeadPtr(AppMallocSRAM4);
- printf("释放D3域SRAM动态内存区申请的5111字节,当前共使用大小 = %d字节\r\n",
- SRAM4Used->used);
- break;
-
- default:
- /* 其它的键值不处理 */
- break;
- }
- }
- }
- }
复制代码
27.6 总结
本章节就为大家讲解这么多,还是比较有项目实用价值的,特别是MP3编解码,JPEG编解码,视频播放器,矢量字体等需要动态内存的场合。
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