μC/OS-Ⅱ实时操作系统内存管理的改进

Abort_Handler

IRQ_Handler

B IRQ_Handler

FIQ_Handler

B FIQ_Handler

;程序初始化部分

Reset_Handler

;初始化微处理器寄存器，以使其正常工作。

……

;启动MMU，进入虚拟内存管理。

……

;初始化C环境。

IMPORT |Image＄＄RO＄＄Limit|

IMPORT |Image＄＄RW＄＄Base|

IMPORT |Image＄＄ZI＄＄Base|

IMPORT |Image＄＄ZI＄＄Limit|

LDR r0， =|Image＄＄RO＄＄Limit|

LDR r1， =|Image＄＄RW＄＄Base|

LDR r3， =|Image＄＄ZI＄＄Base|

CMP r0， r1

BEQ %F1

0 CMP r1， r3

LDRCC r2， [r0]， #4

STRCC r2， [r1]， #4

BCC %B0

1 LDR r1， =|Image＄＄ZI＄＄Limit|

MOV r2， #0

2 CMP r3， r1

STRCC r2， [r3]， #4

BCC %B2

　　在RAM中初始化RW段和ZI段后，ZI段结束后的首地址到系统RAM最高端之间的内存就是用户可以自由使用的空间，也就是说Image＄＄ZI＄＄Limit是这一内存空间的起始地址。

　　如果系统使用了FIQ和IRQ中断，在ZI段之后可以创建这两种中断的栈空间，然后是操作系统使用的SVC模式下的栈空间，假设每一个栈大小为1024个字节。如果系统使用了定时器，还可在此之后创建定时器中断的栈空间，假设其大小也为1024个字节。此时自由内存空间的起始地址变为:

　　Image＄＄ZI＄＄Limit+1024×4

　　在初始化代码的最后将其作为一个参数传递到C程序入口，代码如下:

LDR r0， =|Image＄＄ZI＄＄Limit|

;创建IRQ栈空间。

……

;增加地址指针。

ADD r0， r0， #1024

;创建FIQ栈空间。

……

;增加地址指针。

ADD r0， r0， #1024

;创建SVC栈空间。

……

;增加地址指针。

ADD r0， r0， #1024

;创建定时器中断栈空间。

……

;增加地址指针。

ADD r0， r0， #1024

;导入C代码入口点。

IMPORT C_ENTRY

;跳转到C代码，此时r0作为入口参数。

B C_ENTRY

3.3 对实例的总结

　　在C程序中，上述起始地址可以作为内存分区创建函数OSMemCreate()的内存地址参数，内存分区的最大值就是目标板RAM的最高端地址减去起始地址的值。图1显示了RO段在RAM中的内存分布情况，这种情况下，程序映像一般被保存在目标板闪存中。系统从闪存启动后，将RO段拷贝到RAM中继续执行。图2显示了RO段在闪存中，RW和ZI段在RAM中的情况。这种情况下，系统启动和代码的执行都发生在闪存中。

用户知道起始地址的值和自由内存的大小后，就可以清楚、灵活地建立和使用内存分区了。可以根据具体需要建立一些大小不同的内存分区，任务栈、事件控制块和消息队列都可以在这些内存分区中分配。系统可以非常清晰地掌握内存使用情况。

　　本文针对一种芯片描述了如何实现对μC/OS-Ⅱ内存管理的改进。对于其它类型的微处理器，例如CISC指令集的芯片，虽然具体实现过程有所不同，但思路是一样的。

　　μC/OS-Ⅱ的内存管理还有需要改进的地方，例如，现在的内存管理只支持固定大小的分区，而实际应用中有动态分配非固定分区的需求。这就要求μC/OS-Ⅱ有实现该功能的软件结构和内存分配、回收算法。现在能清楚地掌握系统初始化后内存分布情况，为今后实现这些软件结构和算法打下了基础。