本文由嵌入式企鵝圈原創團隊成員朱衡德（Hunter_Zhu）供稿。

FreeRTOS多種記憶體管理機制中最簡單的一種：全域性宣告一個靜態陣列ucHeap，然後通過指標偏移記錄空間的分配情況，在這種記憶體機制下無法對記憶體進行釋放。同時也介紹了記憶體操作過程中位元組對齊的細節，本篇文章將會對FreeRTOS原始碼中第二種記憶體管理機制heap2.c進行講解，在heap2.c中同樣使用一個全域性靜態陣列ucHeap來表示記憶體，heap2.c記憶體管理機制較heap1.c而言增加了記憶體釋放的功能，通過使用連結串列對記憶體進行有效管理。

一、BlockLink_t結構體和連結串列

       BlockLink_t結構體用來描述一塊空閒空間的資訊，它放在空閒塊中的前面部分，xBlockSize表示空閒塊空間的大小，空間中供程式用的大小為：xBlockSize-sizeof(BlockLink_t)。

描述空閒塊資訊的所有BlockLink_t結構體根據xBlockSize按小到大連線成連結串列。在heap2.c中，這個連結串列的開頭和結尾節點分別是xStart和xEnd，初始化時heap2.c中的連結串列結構如下：

初始狀態下，連結串列中只有3個節點，xStart是連結串列的頭節點；第二個節點位於記憶體實際有效分配空間的前面部分，這個BlockLink_t結構體描述了實際有效分配空間的資訊，如這裡xBlockSize的值為configADJUSTED_HEAP_SIZE，即初始時整塊可用空間的大小；最後一個節點為xEnd，它的下一個節點指向NULL，xBlockSize值設定為configADJUSTED_HEAP_SIZE是因為連結串列是按xBlockSize大小進行排序的。

二、記憶體分配策略

heap2.c記憶體分配的整體思路是：空閒塊通過連結串列結構進行管理，當需要分配一塊記憶體時，遍歷連結串列（連結串列中的節點已經按空閒塊大小進行排序），找到第一塊夠大的空閒塊進行分配，從連結串列中移除出來，同時檢查這塊空間是否過大，如果過大就將空閒塊進行切割，然後將剩下部分重新用BlockLink_t描述並插入到連結串列中。

下圖是應用程式請求分配8個位元組空間後的連結串列和記憶體空間結構示意圖：

pvPortMalloc()核心程式碼：

三、記憶體回收機制

heap2.c記憶體回收的整理思路：根據應用程式提供的空間地址，基於這個地址加上sizeof(BlockLink_t)位元組偏移可以得到原來空閒塊的首地址，然後再將空閒塊的BlockLink_t結構體按小到大的順序插入到空閒塊連結串列中。

下面兩圖表示了程式釋放8位元組空間後的連結串列和記憶體空間結構示意圖：

下圖展示了經過多次記憶體分配和回收後的連結串列和記憶體空間結構示意圖：

vPortFree()核心程式碼：

可以看出，heap2.c雖然支援記憶體回收，但是回收記憶體時不進行相鄰空閒塊的合併，因此這種策略會導致記憶體碎片，系統執行久了會出現無法分配過大的連續空間的情況，heap4.c中記憶體管理機制就是為了彌補這種缺陷而誕生的，它在heap2.c的基礎上增加了連續空閒塊合併的功能，下一篇會繼續進行分析。

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