malloc碎片優(yōu)化管理機(jī)制（附代碼）

解決問題：malloc在申請(qǐng)內(nèi)存的時(shí)候，內(nèi)存碎片問題會(huì)導(dǎo)致原本內(nèi)存大小足夠，卻申請(qǐng)大內(nèi)存失?。?

比如：原本內(nèi)存還有10M內(nèi)存，此時(shí)先申請(qǐng)4M內(nèi)存，再申請(qǐng)16Bytes內(nèi)存，之后把4M內(nèi)存釋放掉，按理來說，此時(shí)應(yīng)該還有 10M - 16Bytes 內(nèi)存，但此時(shí)，再去申請(qǐng)8M的大內(nèi)存，則申請(qǐng)失敗。

因?yàn)閙alloc申請(qǐng)的內(nèi)存，必須是一塊連續(xù)的內(nèi)存，但此時(shí)中間已經(jīng)有16Bytes內(nèi)存碎片導(dǎo)致內(nèi)存不連續(xù)，所以申請(qǐng)內(nèi)存失??；

以下是我針對(duì)碎片問題，對(duì)內(nèi)存管理機(jī)制做出一種優(yōu)化方案：在開機(jī)初始化內(nèi)存之后，先申請(qǐng)一塊1M左右內(nèi)存（根據(jù)情況修改大小），用作內(nèi)存碎片管理，然后把這1M內(nèi)存分為很多個(gè)小內(nèi)存，并把小內(nèi)存的地址放在鏈接節(jié)點(diǎn)中，之后申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，優(yōu)先判斷內(nèi)存碎片管理中是否有滿足大小的小內(nèi)存。

有的話，直接使用提前申請(qǐng)的小內(nèi)存就可以了，如果內(nèi)存管理機(jī)制中沒有適合的內(nèi)存，但重新用malloc()函數(shù)申請(qǐng)；

接下來，解釋我寫的碎片管理機(jī)制：

1.mm_management_init()初始化函數(shù)

void mm_management_init(unsigned int free_memory_start, unsigned int free_memory_end)
傳入?yún)?shù)free_memory_start是內(nèi)存初始化之后，剩余可申請(qǐng)的首地址，該地址，一般會(huì)傳入到main函數(shù)，如果main()函數(shù)沒有傳入該參數(shù)的話，可以在內(nèi)存初始化之后，自己malloc(4)申請(qǐng)一下，把返回的地址作為mm_management_init()函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)；

傳入?yún)?shù)free_memory_end是可以申請(qǐng)的最大地址，每個(gè)IC各有不同；

mm_management_init()對(duì)16bytes，64bytes，256bytes，512bytes，1024bytes，4096bytes這些小內(nèi)存做優(yōu)化，提前計(jì)算小內(nèi)存占用的總大小。

然后直接申請(qǐng)這塊大內(nèi)存占住，再把這塊大內(nèi)存分配給各個(gè)小內(nèi)存，并記錄在鏈表中，比如：mm_fix_16_head

2.mm_management_malloc()申請(qǐng)函數(shù)

unsigned int mm_management_malloc(unsigned int size)
申請(qǐng)內(nèi)存的時(shí)候，先判斷size大小，如果大小可以在內(nèi)存管理機(jī)制中找到，則直接返回提前申請(qǐng)地址，如果大小不滿足，或者小內(nèi)存已被申請(qǐng)完，則用malloc重新申請(qǐng)

在內(nèi)存管理機(jī)制中拿到的小內(nèi)存，該鏈表節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記會(huì)設(shè)為MM_STATUS_BUSY

3.mm_management_free()

void mm_management_free(void *mm_ptr)
與mm_management_malloc()相反，先檢查所有小內(nèi)存鏈表是都有該地址，有的話就把該地址內(nèi)存清0，并把標(biāo)記設(shè)為MM_STATUS_FREE；如果是用malloc申請(qǐng)的，當(dāng)時(shí)是free()釋放掉；

接下來是代碼：

#include
#include

#define C_MM_16BYTE_NUM    (32)
#define C_MM_64BYTE_NUM    (16)
#define C_MM_256BYTE_NUM   (12)
#define C_MM_512BYTE_NUM   (12)
#define C_MM_1024BYTE_NUM   (18)
#define C_MM_4096BYTE_NUM   (30)

#define C_MM_16BYTE     (16)
#define C_MM_64BYTE     (64)
#define C_MM_256BYTE    (256)
#define C_MM_512BYTE    (512)
#define C_MM_1024BYTE    (1024)
#define C_MM_4096BYTE    (4096)

#define C_MM_MAX_SIZE    C_MM_4096BYTE //碎片管理最大的碎片大小

#define MM_STATUS_FREE    (0) //0:表示內(nèi)存空閑
#define MM_STATUS_BUSY    (1) //1:表示內(nèi)存已被申請(qǐng)

#define MM_STATUS_OK                (0)
#define MM_STATUS_FAIL              (1)

typedef struct mm_node_struct {
unsigned int *mm_node; //存放內(nèi)存節(jié)點(diǎn)指針
unsigned short   iflag; //指針是否空閑
struct P_MM_Node_STRUCT *next; //指向下一個(gè)內(nèi)存節(jié)點(diǎn)指針
} MM_Node_STRUCT, *P_MM_Node_STRUCT;

typedef struct mm_sdram_struct {
unsigned int count;
P_MM_Node_STRUCT  *next;
} MM_SDRAM_STRUCT, *P_MM_SDRAM_STRUCT;

static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_16_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_64_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_256_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_512_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_1024_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_4096_head;

static P_MM_SDRAM_STRUCT pmm_fix_16_head =