内存管理

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2023-12-01

概述

内存管理是指软件运行时系统内存资源的分配和使用的技术。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在适当的时候释放和回收内存资源。

接口定义

申请内存

void *aos_malloc(size_t size);

从系统堆中分配size字节内存区域

参数：
- size: 要分配内存区域的字节数
返回值：
- 如果分配成功，返回所分配的内存区域起始地址指针；如果失败，返回NULL

示例代码

char *ptr = NULL;
size_t size = 64;

ptr = (char*)aos_malloc(size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_malloc failed\r\n");
    ...
}

按对齐大小申请内存

void *aos_malloc_align(size_t alignment, size_t size);

从系统堆中分配size字节内存区域，其地址与指定的对齐大小对齐

参数：
- alignment：对齐大小
- size: 要分配内存区域的字节数
返回值：
- 如果分配成功，返回所分配的内存区域起始地址指针；如果失败，返回NULL

示例代码

char *ptr = NULL;
size_t alignment = 64;
size_t size = 64;

ptr = (char*)aos_malloc_align(alignment, size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_malloc_align failed\r\n");
    ...
}

申请内存并清零

void *aos_zalloc(size_t size)

从系统堆中分配size字节内存区域，并将内存初始化填充0

参数：
- size: 要分配内存区域的字节数
返回值：
- 如果分配成功，返回所分配的内存区域起始地址指针；如果失败，返回NULL

示例代码

char *ptr = NULL;
size_t size = 64;

ptr = (char*)aos_zalloc(size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_zalloc failed\r\n");
}

申请多块内存

void *aos_calloc(size_t size, size_t num);

从系统堆中分配size * num字节连续内存区域，并将内存区域初始化填充0

参数：
- size : 每个内存区域单元的字节数
- num: 要分配内存区域单元个数
返回值：
- 如果分配成功，返回所分配的内存区域起始地址指针；如果失败，返回NULL

示例代码

char *ptr = NULL;
size_t size = 64;
size_t n = 10;

ptr = (char*)aos_calloc(size, n);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_calloc failed\r\n");
}

重新调整所分配的内存块的大小

void *aos_realloc(void *mem, size_t size)

如果mem指针为NULL，则新分配size大小的内存区域；如果mem指针非NULL,先判断原指针mem是否有足够的连续空间，如果有，扩大mem指向的地址，并且将mem指针返回，如果空间不够，按照size指定的大小分配空间（size的大小可以比原mem内存大，也可以比原mem内存小）。在分配成功的前提下，将原有数据从mem指向的内存区域拷贝到新分配的内存区域，而后释放原来mem所指内存区域，同时返回新分配的内存区域的首地址，若分配失败，则不释放原来的内存区域，并返回NULL。对于拷贝数据的大小，如果新分配的内存区域size比原来mem指向内存区域大，则只拷贝原来mem指向内存区域长度字节数据到新分配的内存区域；否则，只拷贝size字节的数据到新分配的内存区域。

参数：
- mem: 原内存区域起始地址指针
- size：本次操作期望新分配的内存区域大小
返回值：
- 如果分配成功，返回新分配的内存区域起始地址指针；如果失败，返回NULL

示例代码

char *ptr = NULL;
char *newptr = NULL;
size_t size = 64;

ptr = (char*)aos_malloc(size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_malloc failed\r\n");
    ...
}
...
size = 100;
newptr = (char*)aos_realloc(ptr, size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_realloc failed\r\n");
}

释放分配的内存

void aos_free(void *mem)

将从系统堆中分配的内存区域释放

参数：
- mem: 要释放的内存区域起始地址指针
返回值：
- 无

示例代码

char *ptr = NULL;
size_t size = 64;

ptr = (char*)aos_malloc(size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_malloc failed\r\n");
    ...
}
...
aos_free(ptr);

释放按对齐大小分配的内存

void aos_free_align(void *ptr);

将从系统堆中按对齐大小分配的内存区域释放

参数：
- ptr: 要释放的内存区域起始地址指针
返回值：
- 无

示例代码

char *ptr = NULL;
size_t alignment = 64;
size_t size = 64;

ptr = (char*)aos_malloc_align(alignment, size);
if (NULL == ptr) {
    printf("aos_malloc_align failed\r\n");
    ...
}
...
aos_free_align(ptr);