本文將重點(diǎn)解析LuatOS的內(nèi)存分配機(jī)制，說明系統(tǒng)如何為代碼分配內(nèi)存資源。

一、模組內(nèi)存總體規(guī)劃

LuatOS將有限的物理內(nèi)存進(jìn)行邏輯劃分，就像把房子分成不同功能的房間。在不同的模組中RAM也不一樣，具體的分配情況也不相同。

1.1 內(nèi)存邏輯劃分示例

我們以擁有8MB RAM的Air780EHM模組為例，根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果：

I/user.mem.lua 4194296 35752 35752 -- Lua 內(nèi)存：4MB 總，35KB 已用，35KB 峰值 I/user.mem.sys 3211584 102048 112264 -- 系統(tǒng)內(nèi)存：約 3.06MB 總，102KB 已用，112KB 峰值

其內(nèi)存分配大致如下圖表所示：

Lua內(nèi)存： 4MB，占比50%；

系統(tǒng)內(nèi)存（sys）： 3MB，占比37.5%；

保留/隱藏區(qū)域： 1MB，占比12.5%。

這里約1MB的"隱藏"內(nèi)存， 主要分配給了通信協(xié)議棧緩存、音頻處理緩沖區(qū)、Wi-Fi緩沖區(qū)（如適用）、安全引擎緩存和DMA描述符等系統(tǒng)組件。

這種分配方式體現(xiàn)了LuatOS的設(shè)計(jì)理念——**優(yōu)先保障系統(tǒng)核心功能的穩(wěn)定運(yùn)行，**然后將剩余資源分配給Lua虛擬機(jī)。

1.2 Air780EHM模組的PSRAM說明

1.2.1 物理內(nèi)存構(gòu)成

Air780EHM使用的是EC718HM系列芯片，該系列芯片配備了物理PSRAM。

1.2.2內(nèi)存區(qū)域映射

sys內(nèi)存：實(shí)際在PSRAM 上，與psram是同一個(gè)東西，數(shù)據(jù)完全一樣。

Lua內(nèi)存：實(shí)際在PSRAM 上，獨(dú)占一塊內(nèi)存。

1.2.3 內(nèi)存分配關(guān)系

Air780EHM的8MB全部位于物理PSRAM上，從用戶視角看到的sys/lua/保留區(qū)域，只是邏輯上的劃分，物理上都在PSRAM中。psram內(nèi)存區(qū)域與sys內(nèi)存區(qū)域在Air780EHM上是完全相同的，只是不同的命名方式。

二、內(nèi)存查詢接口

在LuatOS中，rtos.meminfo() 是最核心的內(nèi)存查詢接口。用于獲取不同類型內(nèi)存（lua、sys、psram）的使用情況。

rtos.meminfo(type)

函數(shù)功能： 獲取LuatOS內(nèi)存信息。

參數(shù)說明： type：可選參數(shù)，字符串類型。可取值 “l(fā)ua”（查詢Lua虛擬機(jī)內(nèi)存）、“sys”（查詢系統(tǒng)內(nèi)存）、“psram”（查詢PSRAM內(nèi)存）；默認(rèn)值為 “l(fā)ua”。

簡(jiǎn)要示例：

1--rtos.meminfo()接口使用示例 2 3--查詢 Lua 虛擬機(jī)內(nèi)存(默認(rèn))3-- 4 local total_lua, used_lua, max_used_lua = rtos.meminfo("lua") 5 log.info("Lua Memory:" 6 "Total:",total_lua / 1024, 7 "Used:", used_lua / 1024, "KB" 8 "Peak:",max_used_lua / 1024, "KB") 9 -- 2.查詢系統(tǒng)內(nèi)存10 11 local total_sys, used_sys, max_used_sys = rtos.meminfo("sys") 12 log.info ("System Memory:" 13 "Total:",total_sys / 1024,"KB" 14 "Used:", used_sys / 1024, "KB" 15 "Peak:", max_used_sys / 1024, "KB") 16 17--3.查詢PSRAM 內(nèi)存(如果支持) 18 local total_psram, used_psram, max_used_psram= rtos.meminfo("psram") 19 if total_psram and total_psram > 0 then 20 log. info ("PSRAM Memory:" 21"Total:", total_psram / 1024, "KB", 22 "Used:", used_psram / 1024, "KB" 23 "Peak:", max_used_psram / 1024, "KB") 24 end

三、內(nèi)存區(qū)域與物理內(nèi)存關(guān)系

3.1 物理內(nèi)存和邏輯內(nèi)存的區(qū)分

3.1.1 物理內(nèi)存類型用大寫的SRAM/PSRAM代表物理內(nèi)存。

SRAM：靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，訪問速度快但容量較小；一定存在, 但不一定會(huì)暴露給客戶使用。

PSRAM：外接偽靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，訪問速度較慢但容量較大；不一定存在, 也不一定會(huì)啟用給客戶使用。

注意區(qū)分SRAM和PSRAM的差異：?jiǎn)螐挠布险f，SRAM更快但小，PSRAM慢但更大。

3.1.2 邏輯內(nèi)存類型(用戶可見) sys/psram/lua是LuatOS暴露給用戶展示的內(nèi)存分配布局。

虛擬機(jī)內(nèi)存(“l(fā)ua”)：Lua虛擬機(jī)使用的內(nèi)存區(qū)域，包括Lua腳本中的變量、函數(shù)、表、字符串等。

系統(tǒng)內(nèi)存(“sys”)：系統(tǒng)級(jí)內(nèi)存區(qū)域，用于FreeRTOS任務(wù)棧、驅(qū)動(dòng)緩沖區(qū)等。

psram內(nèi)存(“psram”)：專門管理的PSRAM區(qū)域，用于大容量數(shù)據(jù)緩存。

3.2 不同平臺(tái)的差異

邏輯內(nèi)存與物理內(nèi)存的對(duì)應(yīng)關(guān)系因平臺(tái)而異，不同模組的差異如下：

不同 LuatOS 硬件平臺(tái)在內(nèi)存布局上存在差異，Lua 運(yùn)行內(nèi)存、系統(tǒng)內(nèi)存與 PSRAM 擴(kuò)展內(nèi)存的分配方式各有區(qū)別。部分型號(hào)將系統(tǒng)與腳本內(nèi)存統(tǒng)一放在 PSRAM 中，部分則采用 SRAM 運(yùn)行系統(tǒng)、PSRAM 承載腳本的分離架構(gòu)，以適配不同功耗與性能需求。

以上就是LuatOS內(nèi)存分配機(jī)制的核心內(nèi)容，現(xiàn)在再回頭看那位社群朋友的疑問：“AirUI這么流暢，會(huì)不會(huì)很吃內(nèi)存？”相信你已經(jīng)有了答案——只要內(nèi)存分得巧，流暢和省內(nèi)存，從來不是矛盾。

后續(xù)我們將針對(duì)Lua垃圾回收（GC）的內(nèi)部工作原理，以及Zbuff、UART、MQTT等核心功能的內(nèi)存使用分析，手把手教你排查內(nèi)存泄漏。