关于Heap_5的使用

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lebment 发布时间：2020-4-22 16:56

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  很少见到关于heap5的使用，特地今天测试了一下，并且分享关于这方面的例子。  软件：CubeMX5.6，Keil5.27，串口助手
  硬件：STM32L4R5，片外双SRAM

  STEP1：环境搭建，各项配置
并不赘述如何配置芯片，自行搭建。

  STEP2：修改CubemX代码
      生成的FreeRTOS的MX_FREERTOS_Init中添加部分代码，如下
const HeapRegion_t xHeapRegions[] =
{
{ ( uint8_t * ) 0x64000000UL, 1024*32 },
{ ( uint8_t * ) 0x68000000UL, 1024*32 },
{ NULL, 0 } /* Terminates the array. */
};

  vPortDefineHeapRegions(xHeapRegions);

  STEP3：测试malloc

本测试仅有一个任务，
void StartDefaultTask(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
uint8_t * p;
uint32_t size;
uint32_t count = 1;
char str[64];
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
if( HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,  B1_Pin) == GPIO_PIN_SET )
{
HAL_Delay(10);
if( HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,  B1_Pin) == GPIO_PIN_SET )
{
p = pvPortMalloc(1024*2);
size = xPortGetFreeHeapSize();

sprintf(str, "malloc times %d\r\n", (uint32_t)count);
HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 0xFF);
memset(str, 0, strlen(str));

sprintf(str, "mem add %x\r\n", (uint32_t)p);
HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 0xFF);
memset(str, 0, strlen(str));

sprintf(str, "Free size Bytes %d\r\n", size);
HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 0xFF);
memset(str, 0, strlen(str));

sprintf(str, "Free size Bytes %d\r\n", size);
HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 0xFF);
memset(str, 0, strlen(str));

count++;

}
}
osDelay(50);
  }
  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

测试结果：
  malloc times 1
mem add 64000270
Free size Bytes 62848
Free size Bytes 62848
malloc times 2
mem add 64000a78
Free size Bytes 60792
Free size Bytes 60792
malloc times 3
mem add 64001280
Free size Bytes 58736
Free size Bytes 58736
malloc times 4
mem add 64001a88
Free size Bytes 56680
Free size Bytes 56680
malloc times 5
mem add 64002290
Free size Bytes 54624
Free size Bytes 54624
malloc times 6
mem add 64002a98
Free size Bytes 52568
Free size Bytes 52568
malloc times 7
mem add 640032a0
Free size Bytes 50512
Free size Bytes 50512
malloc times 8
mem add 64003aa8
Free size Bytes 48456
Free size Bytes 48456
malloc times 9
mem add 640042b0
Free size Bytes 46400
Free size Bytes 46400
malloc times 10
mem add 64004ab8
Free size Bytes 44344
Free size Bytes 44344
malloc times 11
mem add 640052c0
Free size Bytes 42288
Free size Bytes 42288
malloc times 12
mem add 64005ac8
Free size Bytes 40232
Free size Bytes 40232
malloc times 13
mem add 640062d0
Free size Bytes 38176
Free size Bytes 38176
malloc times 14
mem add 64006ad8
Free size Bytes 36120
Free size Bytes 36120
malloc times 15
mem add 640072e0
Free size Bytes 34064
Free size Bytes 34064
malloc times 16
mem add 68000008
Free size Bytes 32008
Free size Bytes 32008
malloc times 17
mem add 68000810
Free size Bytes 29952
Free size Bytes 29952
malloc times 18
mem add 68001018
Free size Bytes 27896
Free size Bytes 27896
malloc times 19
mem add 68001820
Free size Bytes 25840
Free size Bytes 25840
malloc times 20
mem add 68002028
Free size Bytes 23784
Free size Bytes 23784
malloc times 21
mem add 68002830
Free size Bytes 21728
Free size Bytes 21728
malloc times 22
mem add 68003038
Free size Bytes 19672
Free size Bytes 19672
malloc times 23
mem add 68003840
Free size Bytes 17616
Free size Bytes 17616
malloc times 24
mem add 68004048
Free size Bytes 15560
Free size Bytes 15560
malloc times 25
mem add 68004850
Free size Bytes 13504
Free size Bytes 13504
malloc times 26
mem add 68005058
Free size Bytes 11448
Free size Bytes 11448
malloc times 27
mem add 68005860
Free size Bytes 9392
Free size Bytes 9392
malloc times 28
mem add 68006068
Free size Bytes 7336
Free size Bytes 7336
malloc times 29
mem add 68006870
Free size Bytes 5280
Free size Bytes 5280
malloc times 30
mem add 68007078
Free size Bytes 3224
Free size Bytes 3224
malloc times 31
mem add 0
Free size Bytes 3224
Free size Bytes 3224

32KB x 2 SRAM，总共64KB，实际可以使用小于64KB，并且每次malloc大小为2KB，实际1024*2+8 = 2056Byets。
最后明显大于2056Bytes却还是不能malloc的原因：
第一次malloc地址0x64000270，也就是说624Bytes跳过了，那么3324-624=2700Bytes，
第一片SRAM的最后一次malloc 地址0x640072e0，第一片剩余3360-2056=518Bytes，总共2700-518=2182Bytes，
第二片SRAM的最后一次有效malloc 地址0x68007078，第二片最后剩余922Bytes，总共2182-922<2056Bytes，

  简单来说，第一片前部分内存，后部分内存，第二片后部分内存都被切开剩余了，虽然剩余3224Bytes，很明显能malloc一次2056Bytes的空间，但是这种碎片应该可以被更小malloc大小用掉。SDRAM使用heap5应该注意这点，而且对于不连续的内存的使用会比较复杂，0x64000000到0x68000000，中间不连续，程序需要考虑，操作内存需要跳到相应地址。我觉得一个if else 就够了。