【LiteOS】第 2 章

文章目录

• • 内核架构
  • 启动流程
  • 内存管理
  • • 动态内存运行机制
    • 静态内存运行机制

LiteOS_华为云

• 为何会有 IPC 初始化？IPC 通信不应该是基础内核部分？
• slab 算法和 LiteOS 中使用的 slab 的区别？

内核架构

LiteOS 包括不可裁剪的极小内核和其它模块，支持在单核(UP)和多核(SMP)上运行。

内存管理
+ 提供静态内存和动态内存两种算法，支持内存申请、释放。目前支持的内存管理算法有固定大小的BOX算法、动态申请的bestfit算法和bestfit_little算法。
+ 提供内存统计、内存越界检测功能。

调测
检测的内存问题包括缓冲区溢出（buffer overflow），释放后使用（use after free），多重释放（double free）和释放野指针（wild pointer）。

启动流程

初始化过程主要围绕极小内核完成，内存、任务、时钟、中断和异常。直至开启系统时钟和任务调度后，初始化工作完成。

内存管理

内存利用率、使用效率、内存碎片

• 静态内存管理：在静态内存池中分配用户初始化时预设的固定大小的内存块；

  • 分配和释放效率高，静态内存池中无碎片？；
  • 只能申请到预设大小的内存块，不能按需申请；

• 动态内存管理：在动态内存池中分配用户指定大小的内存块；

  • 按需分配；
  • 容易产生外部碎片；

动态内存运行机制

内存管理算法：

• bestfit
• bestfit_little

bestfit 算法

• 一、堆内存（内存池）的起始地址及大小；
• 二、数组（每个元素为双向链表的free节点控制头，链表上的元素为 used节点）每次申请内存的时候，会从这个数组检索最合适大小的free节点以分配内存。每次释放内存时，会将该内存作为free节点存储至这个数组以便下次再使用；
• 三、存放各节点的实际区域，占用极大空间；
  

bestfit 动态内存管理结构图

节点在内存中的位置如何记录？

LosMemDynNode节点结构体图

保证数据空间首地址能够满足对齐要求，通过增加 Gap 域？ 确保返回的指针符和对齐要求。

bestfit_little算法

bestfit_little = bestfit（选择内存池中最小最合适的内存块进行分配） + slab（用于分配固定大小的内存块，减少产生内存碎片的可能性）

页框、buddy、slab

slab：把不同对象划分为高速缓存组，每个对象对应一个高速缓存，slab 由一个或者多个物理上连续的页组成。

1. 减少伙伴算法在分配小块内存时所产生的碎片；
2. 将频繁使用的对象缓存起来，减少分配、初始化和释放的开销；
3. 通过着色技术调整对象更好地使用硬件高速缓存；
   

可以配置 slab class 数目以及每个 class 的大小。

首先按照 best_fit 算法申请 4 个 slab class，每个slab class 512 字节。

• 第一个slab class被分为32个16字节的slab块；
• 第二个slab class被分为16个32字节的slab块；
• 第三个slab class被分为8个64字节的slab块；
• 第四个slab class被分为4个128字节的slab块；

现在申请 20 字节，会在 32 字节的 slab 块中寻找，如果成功，则将 slab 块返回给用户，释放时整块回收。

如果32字节的slab块中没有可分配的内存块，那么从内存池中按照最佳适配算法申请，而不是从更大的slab块中申请。释放时，检查是否属于 slab class，如果是则还回对应的 slab class 中，否则还回内存池中。

静态内存运行机制

实质是一个静态数组，静态内存池内的块大小在初始化时设定，初始化后块大小不可变更。

静态内存池有一个控制块和若干相同大小的内存块构成。

标签：bestfit,LiteOS,字节,算法,内存,slab,class
来源： https://blog.csdn.net/weixin_39541632/article/details/118654101