21.2.2 ffsystem.c文件的修改

（1）內(nèi)存分配ff_memalloc

void* ff_memalloc( UINT msize )

{

return ( void* )mymalloc( SRAMIN, msize ) ;

}

（2）內(nèi)存釋放ff_memfree

void ff_memfree( void* mblock )

{

myfree( SRAMIN, mblock ) ;

}

21.2.3 exfuns.c與exfuns.h文件的創(chuàng)建

（1）創(chuàng)建exfuns.h文件，并輸入以下代碼。

#ifndef _EXFUNS_H

#define _EXFUNS_H

#include "sys.h"

#include "ff.h"

extern FATFS *fs[ FF_VOLUMES ] ;

extern FIL *file;

extern FIL *ftemp;

extern UINT br,bw;

extern FILINFO fileinfo;

extern DIR dir;

u8 exfuns_init( void ) ; //為exfuns申請內(nèi)存

u8 exf_getfree( u8 *drv, u32 *total, u32 *free ) ; //得到磁盤總?cè)萘亢褪Ｓ嗳萘?/p>

#endif

（2）創(chuàng)建exfuns.c文件，并輸入以下代碼。

#include "exfuns.h"

#include "malloc.h"

FATFS *fs[ FF_VOLUMES ] ; //邏輯磁盤工作區(qū)

FIL *file ; //文件1

FIL *ftemp ; //文件2

UINT br, bw ; //讀寫變量

FILINFO fileinfo ; //文件信息

DIR dir ; //目錄

u8 *fatbuf ; //SD卡數(shù)據(jù)緩存區(qū)

u8 exfuns_init()

{

u8 i;

   for( i=0; i

   {

            //為磁盤i工作區(qū)申請內(nèi)存

          fs[ i ] = ( FATFS* )mymalloc( SRAMIN, sizeof( FATFS ) ) ;

          if( !fs[ i ] )

                 break ;

   }

   file = ( FIL* )mymalloc( SRAMIN, sizeof( FIL ) ) ;       //為file申請內(nèi)存

   ftemp = ( FIL* )mymalloc( SRAMIN, sizeof( FIL ) ) ;   //為ftemp申請內(nèi)存

   fatbuf = ( u8* )mymalloc( SRAMIN, 512 ) ;               //為fatbuf申請內(nèi)存

   //申請有一個失敗,即失敗

   if( ( i==FF_VOLUMES )&&file&&ftemp&&fatbuf )

          return 0 ;

   else

          return 1 ;

}

u8 exf_getfree( u8 *drv, u32 *total, u32 *free )

{

FATFS *fs1;

   u8 res;

   u32 fre_clust=0, fre_sect=0, tot_sect=0;

   //得到磁盤信息及空閑簇數(shù)量

   res = ( u32 )f_getfree( ( const TCHAR* )drv, ( DWORD* )&fre_clust, &fs1 ) ;

   if( res==0 )

   {                                                                              

          tot_sect =( fs1->n_fatent-2 )*fs1->csize ;          //得到總扇區(qū)數(shù)

          fre_sect = fre_clust*fs1->csize ;                         //得到空閑扇區(qū)數(shù)

          //扇區(qū)大小不是512字節(jié),則轉(zhuǎn)換為512字節(jié)

          #if FF_MAX_SS!=512

                 tot_sect*=fs1->ssize/512;

                 fre_sect*=fs1->ssize/512;

          #endif

          *total=tot_sect>>1 ;                                                                    //單位為KB

          *free=fre_sect>>1 ;                                            //單位為KB

}

return res;

}

注：如果SD卡文件系統(tǒng)不能正確掛載則需要修改SD卡驅(qū)動文件中的兩個參數(shù)，如下圖所示。

21.3 內(nèi)存管理

21.3.1 內(nèi)存管理簡介

內(nèi)存管理，是指軟件運行時對計算機內(nèi)存資源的分配和使用的技術。其最主要的目的是如何高效，快速的分配，并且在適當?shù)臅r候釋放和回收內(nèi)存資源。內(nèi)存管理的實現(xiàn)方法有很多種，他們其實最終都是要實現(xiàn)2個函數(shù)：malloc和free；malloc函數(shù)用于內(nèi)存申請，free函數(shù)用于內(nèi)存釋放。

這一部分我們使用了一種比較簡單的辦法來實現(xiàn)：分塊式內(nèi)存管理。下面我們介紹一下該方法的實現(xiàn)原理，如下圖所示。

從上圖可以看出，分塊式內(nèi)存管理由內(nèi)存池和內(nèi)存管理表兩部分組成。內(nèi)存池被等分為n塊，對應的內(nèi)存管理表，大小也為n，內(nèi)存管理表的每一個項對應內(nèi)存池的一塊內(nèi)存。內(nèi)存管理表的項值代表的意義為：當該項值為0的時候，代表對應的內(nèi)存塊未被占用，當該項值非零的時候，代表該項對應的內(nèi)存塊已經(jīng)被占用，其數(shù)值則代表被連續(xù)占用的內(nèi)存塊數(shù)。比如某項值為10，那么說明包括本項對應的內(nèi)存塊在內(nèi)，總共分配了10個內(nèi)存塊給外部的某個指針。

內(nèi)存分配方向如圖所示，是從頂?shù)降椎姆峙浞较?。即首先從最末端開始找空內(nèi)存。當內(nèi)存管理剛初始化的時候，內(nèi)存表全部清零，表示沒有任何內(nèi)存塊被占用。

21.3.2 分配原理

當指針p調(diào)用malloc申請內(nèi)存的時候，先判斷p要分配的內(nèi)存塊數(shù)m，然后從第n項開始，向下查找，直到找到m塊連續(xù)的空內(nèi)存塊（即對應內(nèi)存管理表項為0），然后將這m個內(nèi)存管理表項的值都設置為m（標記被占用），最后，把最后的這個空內(nèi)存塊的地址返回指針p，完成一次分配。注意，如果當內(nèi)存不夠的時候（找到最后也沒找到連續(xù)的m塊空閑內(nèi)存），則返回NULL給p，表示分配失敗。

21.3.3 釋放原理

當p申請的內(nèi)存用完，需要釋放的時候，調(diào)用free函數(shù)實現(xiàn)。free函數(shù)先判斷p指向的內(nèi)存地址所對應的內(nèi)存塊，然后找到對應的內(nèi)存管理表項目，得到p所占用的內(nèi)存塊數(shù)目m（內(nèi)存管理表項目的值就是所分配內(nèi)存塊的數(shù)目），將這m個內(nèi)存管理表項目的值都清零，標記釋放，完成一次內(nèi)存釋放。

21.3.4 源代碼實現(xiàn)

（1）創(chuàng)建malloc.h文件，并輸入以下代碼。

/*********************************************************************************************************
                內(nèi)    存    管    理    文    件
*********************************************************************************************************/
#ifndef _MALLOC_H_
#define _MALLOC_H_


#include "sys.h"
/*********************************************************************************************************
                數(shù)    據(jù)    結(jié)    構(gòu)    定    義
*********************************************************************************************************/
//定義兩個內(nèi)存池
#define SRAMIN   0    //內(nèi)部內(nèi)存池
#define SRAMBANK   1  //定義支持的SRAM塊數(shù)
//mem1內(nèi)存參數(shù)設定
#define MEM1_BLOCK_SIZE      32                                    //內(nèi)存塊大小為32字節(jié)
#define MEM1_MAX_SIZE      40*1024                                  //最大管理內(nèi)存40K
#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE  MEM1_MAX_SIZE/MEM1_BLOCK_SIZE                      //內(nèi)存表大小
//內(nèi)存管理控制器
struct _m_mallco_dev
{
  void ( *init )( u8 ) ;              //初始化
  u8 ( *perused )( u8 ) ;              //內(nèi)存使用率
  u8   *membase[ SRAMBANK ] ;            //內(nèi)存池 管理SRAMBANK個區(qū)域的內(nèi)存
  u16 *memmap[ SRAMBANK ] ;            //內(nèi)存管理狀態(tài)表
  u8  memrdy[ SRAMBANK ] ;            //內(nèi)存管理是否就緒
};
extern struct _m_mallco_dev mallco_dev;                                  //在mallco.c里面定義
/*********************************************************************************************************
                  函    數(shù)    列    表
*********************************************************************************************************/
void my_mem_init( u8 memx ) ;                                      //內(nèi)存管理初始化函數(shù)
u8 my_mem_perused( u8 memx ) ;                                      //獲得內(nèi)存使用率
void myfree( u8 memx, void *ptr ) ;                                    //內(nèi)存釋放
void *mymalloc( u8 memx, u32 size ) ;                                  //內(nèi)存分配
void *myrealloc( u8 memx, void *ptr, u32 size ) ;                            //重新分配內(nèi)存


#endif