Buddy算法在μC/OSII動態(tài)內存管理改進方案中的應用
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內存管理是操作系統(tǒng)的中心任務之一，其主要任務是組織內存以容納內核和待執(zhí)行程序，跟蹤當前內存的使用情況，在需要時為進程分配內存，使用完畢后釋放并回收內存。目前嵌入式系統(tǒng)中常用的內存管理策略主要有兩種--靜態(tài)內存分配和動態(tài)內存分配。
靜態(tài)內存分配：編譯或鏈接時將所需內存分配好，程序運行起來后所分配的內存不釋放。對于實時性和可靠性要求極高的系統(tǒng)，不允許延遲或者分配失效，必須采用靜態(tài)內存分配的方式。
動態(tài)內存分配：根據程序執(zhí)行過程中所需內存的大小而動態(tài)分配內存的策略。此方案按需分配內存，避免了靜態(tài)分配中的內存浪費，靈活性比較強，給程序的實現(xiàn)帶來了很大方便。缺點是容易造成內存碎片，且容易造成程序響應不及時等問題。
綜上所述，靜態(tài)內存分配和動態(tài)內存分配各有優(yōu)點，出于嵌入式系統(tǒng)可靠性、實時性及成本、功耗的考慮，如何在兩種方案中作出平衡的選擇是令嵌入式操作系統(tǒng)設計者頭疼的事。一般的嵌入式操作系統(tǒng)都是兩種方案的高效結合，μC/OSII也不例外。除此之外，嵌入式操作系統(tǒng)對內存的分配還有以下幾點要求：
① 可靠性。內存分配的請求必須得到滿足，如果分配失敗可能會帶來災難性的后果。比如，航天飛機的嵌入式操作系統(tǒng)若發(fā)生內存分配失效，損失是不可估量的。
② 快速性。嵌入式系統(tǒng)對實時性的保證，要求簡單、快速地分配內存。
③ 高效性。嵌入式系統(tǒng)中內存是一種有限、昂貴的資源，內存分配要盡可能地減少浪費。
μC/OSII作為一種典型的嵌入式操作系統(tǒng)，其內存管理同樣要滿足以上3點要求，下面簡單介紹μC/OSII的內存管理策略，并分析其不足之處。
2 μC/OSII動態(tài)內存管理方案及不足
2.1 μC/OSII內存管理方案簡介
μC/OSII內存管理模塊主要由一個數(shù)據結構體和5個函數(shù)組成：
◆ 內存控制塊數(shù)據結構OS_MEM；
◆ 內存分區(qū)創(chuàng)建函數(shù)OSMemCreate（void *addr, INT32U nblks, INT32U blksize, INT8U *err）；
◆ 內存塊分配函數(shù)OSMemGet（OS_MEM *pmem , INT8U *err）；
◆ 內存塊釋放函數(shù)OSMemPut（OS_MEM *pmem , void *pblk）；
◆ 內存分區(qū)狀態(tài)查詢函數(shù)OSMemQuery（OS_MEM *pmem, OS_MEM_DATA *p_mem_data）；
◆ 內存控制塊鏈表初始化函數(shù)OSMemInit（void）。
μC/OSII用一個內存控制塊（OS_MEM）來管理內存分區(qū)，主要通過以下4步來管理：
① 內存控制塊鏈表初始化函數(shù)OSMemInit（）負責創(chuàng)建空內存控制塊結構的鏈表，鏈表長度由內核OS_CFG.H文件中定義的OS_MAX_MEM_PART宏確定。
② 內存塊創(chuàng)建函數(shù)OSMemCreate（）先從空內存控制塊結構鏈表上獲取一個空的內存控制根塊結構，根據用戶需要內存塊的大小來創(chuàng)建分區(qū)。一個分區(qū)中含有相同大小的內存塊，各內存塊也是通過鏈表鏈接起來，而不同分區(qū)中的內存塊大小一般不同，如圖1所示的PartitiON # 1和Partition # 2中內存塊的大小是不同的。
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