基于-STM32CubeMX-添加-RT-Thread-操作系统组件十四-内存管理

2024-12-17 约 1766 字预计阅读 4 分钟

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基于 STM32CubeMX 添加 RT-Thread 操作系统组件(十四）- 内存管理

概述

本篇主要介绍这么使用STM32CubeMx工具添加RT-Thread操作系统组件，码代码的IDE是keil。介绍单线程SRAM静态内存使用。如果还不知道，这么使用STM32CubeMx工具添加RT-Thread操作系统组件，请移步到《》文章阅读。好了，喝杯茶先^_^，继续前行。上一篇介绍关于《邮箱》

内存管理包含两种：1、静态内存管理；2、动态内存管理。

在实现这个功能之前，先去RT-Thread的源码仓库中获取，该文件在 rtthread–master\examples\kernel 路径下，名字叫cpuusage.c。

链接如下：

一、STM32CubeMx配置

二、KEIL IDE

在keil 工程项目视图，Application/User文件夹，打开下载好源码，找到 mempool.c 文件，添加到工程中来，如下所示

在Application/User文件夹，新建app_rt_thread.c文件，并添加如下代码：

#include "rtthread.h"
#include "main.h"
#include "stdio.h"



#if 0
//静态内存管理

/* 定义线程控制块 */
static rt_thread_t alloc_thread = RT_NULL;
static rt_thread_t free_thread = RT_NULL;
/* 定义内存池控制块 */
static rt_mp_t test_mp = RT_NULL;   
/* 定义申请内存的指针 */
static rt_uint32_t *p_test = RT_NULL;


/* 变量声明  */

/* 相关宏定义 */
#define BLOCK_COUNT 20 //内存块数量
#define BLOCK_SIZE 3 //内存块大小


/* 函数声明 */
static void alloc_thread_entry(void* parameter);
static void free_thread_entry(void* parameter);



int MX_RT_Thread_Init(void)
{
	rt_kprintf("This is an RTT static memory management experiment!\n");
	rt_kprintf("Creating a memory pool...........\n");
	/* 创建一个静态内存池 */
	test_mp = rt_mp_create("test_mp", 
					BLOCK_COUNT,
					BLOCK_SIZE);
	if (test_mp != RT_NULL)
		rt_kprintf("Static memory pool created successfully!\n\n");
	/* 创建一个线程 */
	alloc_thread = /* 线程控制块指针 */
				rt_thread_create( "alloc", /* 线程名字 */
				alloc_thread_entry, /* 线程入口函数 */
				RT_NULL, /* 线程入口函数参数 */
				512, /* 线程栈大小 */
				1, /* 线程的优先级 */
				20); /* 线程时间片 */
	/* 启动线程，开启调度 */
	if (alloc_thread != RT_NULL)
		rt_thread_startup(alloc_thread);
	else
		return -1;

	free_thread = /* 线程控制块指针 */
				rt_thread_create( "free", /* 线程名字 */
				free_thread_entry, /* 线程入口函数 */
				RT_NULL, /* 线程入口函数参数 */
				512, /* 线程栈大小 */
				2, /* 线程的优先级 */
				20); /* 线程时间片 */
	/* 启动线程，开启调度 */
	if (free_thread != RT_NULL)
		rt_thread_startup(free_thread);
	else
		return -1;
}

/*
************************************************************
* 线程定义
*********************************************************
*/
static void alloc_thread_entry(void* parameter)
{
	rt_kprintf("Requesting memory from the memory pool...........\n");
	p_test = rt_mp_alloc(test_mp,0);
	if (RT_NULL == p_test) /* 没有申请成功 */
		rt_kprintf("Static memory application failed!\n");
	else
		rt_kprintf("Static memory application successful, address is %d！ \n\n",p_test);
	rt_kprintf("Writing data to P test...........\n");
	*p_test = 1234;
	rt_kprintf("Data has been written to the P test address\n");
	rt_kprintf("*p_test = %.4d ,The address is:%d \n\n", *p_test,p_test);
	/* 线程都是一个无限循环，不能返回 */
	while (1) {
		HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);
		rt_thread_delay(1000); //每 1000ms 扫描一次
	}
}
static void free_thread_entry(void* parameter)
{
	rt_err_t uwRet = RT_EOK;
	rt_kprintf("Freeing memory...........\n");
	rt_mp_free(p_test);
	rt_kprintf("Free memory successfully!\n\n");
	rt_kprintf("Deleting memory...........\n");
	uwRet = rt_mp_delete(test_mp);
	if (RT_EOK == uwRet)
		rt_kprintf("Memory removed successfully!\n");
	/* 线程都是一个无限循环，不能返回 */
	while (1) {
		HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
		rt_thread_delay(500); //每 500ms 扫描一次
	}
}

#else
//动态内存管理

/* 定义线程控制块 */
static rt_thread_t alloc_thread = RT_NULL;
static rt_thread_t free_thread = RT_NULL;

/* 定义申请内存的指针 */
static rt_uint32_t *p_test = RT_NULL;

/* 变量声明  */

/* 相关宏定义 */
#define TEST_SIZE 100 //内存大小（字节）


/* 函数声明 */
static void alloc_thread_entry(void* parameter);
static void free_thread_entry(void* parameter);



int MX_RT_Thread_Init(void)
{
	rt_kprintf("This is an RTT dynamic memory management experiment!\n");
	/* 创建一个线程 */
	alloc_thread = /* 线程控制块指针 */
	rt_thread_create( "alloc", /* 线程名字 */
					alloc_thread_entry, /* 线程入口函数 */
					RT_NULL, /* 线程入口函数参数 */
					512, /* 线程栈大小 */
					1, /* 线程的优先级 */
					20); /* 线程时间片 */
	/* 启动线程，开启调度 */
	if (alloc_thread != RT_NULL)
		rt_thread_startup(alloc_thread);
	else
		return -1;

	free_thread = /* 线程控制块指针 */
	rt_thread_create( "free", /* 线程名字 */
					free_thread_entry, /* 线程入口函数 */
					RT_NULL, /* 线程入口函数参数 */
					512, /* 线程栈大小 */
					2, /* 线程的优先级 */
					20); /* 线程时间片 */
	/* 启动线程，开启调度 */
	if (free_thread != RT_NULL)
		rt_thread_startup(free_thread);
	else
		return -1;
}

/*
************************************************************
* 线程定义
*********************************************************
*/
static void alloc_thread_entry(void* parameter)
{
	rt_kprintf("Requesting memory from the memory pool...........\n");
	p_test = rt_malloc(TEST_SIZE); /* 申请动态内存 */
	if (RT_NULL == p_test) /* 没有申请成功 */
		rt_kprintf("Dynamic memory application failed!\n");
	else
		rt_kprintf("Dynamic memory application successful, address is %d！ \n\n",p_test);
	rt_kprintf("Writing data to P test...........\n");
	*p_test = 1234;
	rt_kprintf("Data has been written to the P test address\n");
	rt_kprintf("*p_test = %.4d ,Address is:%d \n\n", *p_test,p_test);
	/* 线程都是一个无限循环，不能返回 */
	while (1) {
		HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);
		rt_thread_delay(1000); //每 1000ms 扫描一次
	}
}
static void free_thread_entry(void* parameter)
{
	rt_kprintf("Freeing memory...........\n");
	rt_free(p_test);
	rt_kprintf("Free memory successfully!\n\n");
	/* 线程都是一个无限循环，不能返回 */
	while (1) {
		HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
		rt_thread_delay(500); //每 500ms 扫描一次
	}
}

#endif

在main.c文件添加如下代码：

/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
extern int MX_RT_Thread_Init(void);
/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  MX_RT_Thread_Init();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

自定义rt_hw_console_output()函数，在kservice.c文件添加中（重映射串口控制台到 rt_kprintf 函数）代码：

#include "usart.h"
.
.
.

RT_WEAK void rt_hw_console_output(const char *str)
{
    /* empty console output */
	/* 进入临界段 */
	rt_enter_critical();
	/* 直到字符串结束 */
	while (*str!='\0') {
	/* 换行 */
	if (*str=='\n') {
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)'\r',1,1000);
	}
		HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)(str++),1,1000);
	}
	/* 退出临界段 */
	rt_exit_critical();
}

在rtconfig.h文件中添加如下代码：

// <h>Memory Management Configuration
// <c1>Using Memory Pool Management
//  <i>Using Memory Pool Management
#define RT_USING_MEMPOOL

运行结果

静态内存管理动态内存管理
源码：

目录

基于-STM32CubeMX-添加-RT-Thread-操作系统组件十四-内存管理

基于 STM32CubeMX 添加 RT-Thread 操作系统组件(十四）- 内存管理

概述

一、STM32CubeMx配置

二、KEIL IDE