赛迪网 > IT技术 Linux > 嵌入式应用
  IT资讯搜索
 
IT产品搜索
[程序开发][网管世界][网络安全][数据库技术]
[操作系统][嘉宾聊天·在线访谈][活动集锦]
[精彩专题][Symantec专区][订阅IT技术周刊]
[开发论坛][网管论坛][安全论坛][数据库论坛]
[操作系统论坛][Sybase专区][IBM dW技术专区]
[病毒求助][病毒与漏洞播报][文档·源码下载]

Linux嵌入式系统的内存管理方法详细介绍

发布时间:2007.10.10 06:31     来源:赛迪网    作者:sixth

1. 嵌入式系统中对内存分配的要求

①快速性。

嵌入式系统中对实时性的保证,要求内存分配过程要尽可能地快。因此在嵌入式系统中,不可能采用通用操作系统中复杂而完善的内存分配策略,一般都采用简单、快速的内存分配方案。当然,对实性要求的程序不同,分配方案也有所不同。例如,VxWorks采用简单的最先匹配如立即聚合方法;VRTX中采用多个固定尺寸的binning方案。

②可靠性。

也就是内存分配的请求必须得到满足,如果分配失败可能会带来灾难性的后果。嵌入式系统应用的环境千变万化,其中有一些是对可靠性要求极高的。比如,汽车的自动驾驶系统中,系统检测到即将撞车,如果因为内存分配失败而不能相应的操作,就会发生车毁人亡的事故,这是不能容忍的。

③高效性。

内存分配要尽可能地少浪费。不可能为了保证满足所有的内存分配请求而将内存配置得无限大。一方面,嵌入式系统对成本的要求使得内存在其中只是一种很有限的资源;另一方面,即使不考虑成本的因素,系统有限的空间和有限的板面积决定了可配置的内存容量是很限的。

2. 静态分配与动态分配

究竟应用使用静态分配还是动态分配,一直是嵌入式系统设计中一个争论不休的总是。

当然,最合适的答案是对于不同的系统采用不同的方案。如果是系统对于实时性和可靠性的要求极高(硬实时系统),不能容忍一点延时或者一次分配失败,当然需要采用静态分配方案,也就是在程序编译时所需要的内存都已经分配好了。例如,火星探测器上面的嵌入式系统就必须采用静态分配的方案。另外,WindRiver公司的一款专门用于汽车电子和工业自动化领域的实时操作系统OSEKWorks中就不支持内存的动态分配。在这样的应用场合,成本不支持内存的动态分配。在这样的应用场合,成本不是优先考虑的对象,实时性和可靠性才是必须保证的。

当然,采用静态分配一个不可避免的总是就是系统失去了灵活性,必须在设计阶段就预先知道所需要的内存并对之作出分配;必须在设计阶段就预先考虑到所有可能的情况,因为一旦出现没有考虑到的情况,系统就无法处理。这样的分配方案必须导致很大的浪费,因为内存分配必须按照最坏情况进行最大的配置,而实际上在运行中可能使用的只是其中的一小部分;而且在硬件平台不变的情况下,不可能灵活地为系统添加功能,从而使得系统的升级变得困难。 大多数的系统是硬实时系统和软实时系统的综合。

也就是说,系统中的一部分任务有严格的时限要求,而另一部分只是要求完成得越快越好。按照RMS(Rate Monotoin Scheduling)理论,这样的系统必须采用抢先式任务调度;而在这样的系统中,就可以采用动态内存分配来满足那一部分可靠性和实时性要求不那么高的任务。采用动态内存分配的好处就是给设计者很大的灵活性,可以方便地将原来运行于非嵌入式操作系统的程序移植到嵌入式系统中,比如,许多嵌入式系统中使用的网络协议栈。如果必须采用静态内存分配,移植这样的协议栈就会困难得多。另外,采用动态内存分配可以使设计者在不改变基本的硬件平台的情况下,比较灵活地调整系统的功能,在系统中各个功能之间作出权衡。例如,可以在支持的VLAN数和支持的路由条目数之间作出调整,或者不同的版本支持不同的协议。说到底,动态内存分配给了嵌入式系统的程序设计者在比较少的限制和较大的自由。因此,大多数实时操作系统提供了动态内存分配接口,例如malloc和free函数。

3. RTOS提供的内存分配接口

不同的RTOS由于其不同的定位,采用不同的内存分配策略。

例如VRTX中,采用类似于GNU C中由Doug Lea开发的内存分配方案,即Binning算法,系统内存被分成了一些固定尺寸的内存块的算法,系统内存被分成了一些固定尺寸的内存块的集合。这种方法的优点是查找速度快而且不会产生内存碎片。但是,它的缺点也很明显,就是容易造成浪费,因为内存块的尺寸只有有限个,分配时只能取较大的内存块来满足一个较小的需求,累积起来,浪费就很大了;而且操作系统管理这样一个内存分配表也是一个很大的负担。

(责任编辑:云子)


[ 发表评论 ] 字体[  ] [ 打印 ] [ 进入博客 ] [ 进入论坛 ]  [ 推荐给朋友 ]
  相关文章
· Linux系统下的C语言开发都需要学些什么 (10-09) · Linux系统中的Svnmanager错误及解决方法 (10-09)
· Ubuntu 7.04 系统安装APACHE+PHP+MYSQL (10-09) · Ubuntu系统网络应用服务器Apache配置基础 (10-09)
· FTP服务器中将Linux用户限制在自己目录下 (10-09) · 疯狂DIY! 在iPod上安装Linux操作系统 (10-09)
· 各种Linux操作系统版本安装图解教程下载 (10-09) · 在Linux操作系统中使用命令进行光盘刻录 (10-09)
· 从硬盘安装Fedora Core 7系统的步骤过程 (10-09) · Linux操作系统下的屏幕录像机 Istanbul (10-09)
  客户需求反馈表
* 姓  名:
更多资料  了解方案  认识厂商
* 单位名称:
* 联系电话:
* 电子邮件:
  赛迪推荐  
  手机·资费 ·新品·导购·评测·手机资费·宽带
手机搜索  诺基亚 N73 MOTO Z6
  IT产品 ·笔记本·台式机·服务器·打印·投影
IT产品搜索 
  IT技术 ·开发·网管·安全·数据库·操作系统
  信息化 ·热点·专题·访谈·周刊·方案案例
· 信息化市场百家争鸣 SaaS深陷争议“泥潭”
· 提高管理水平 "两栖"CIO应具备的六大能力
· 国产ITIL运维先行者 四大厂商角力BI市场
· 金融行业GSN专题解决方案 企业网解决方案
  IT博客 ·曾剑秋·项立刚·Java学习·网管
  IT技术论坛 ·开发·网管·安全·数据库·系统