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C++嵌入式內(nèi)存管理詳情

更新時(shí)間：2022年01月24日 16:51:20 作者：一個(gè)熱愛(ài)學(xué)習(xí)的深度渣渣

這篇文章主要介紹了C++嵌入式內(nèi)存管理，是對(duì)上一篇內(nèi)存的一個(gè)補(bǔ)充，主要講解Linux中的內(nèi)存；這部分對(duì)于一些端側(cè)部署的伙伴來(lái)說(shuō)比較重要，推薦針對(duì)不同的板子，下面來(lái)看看詳細(xì)內(nèi)容吧,需要的朋友可以參考一下

上一篇介紹了軟件層面上的內(nèi)存，并沒(méi)有涉及很多底層的原理；但在實(shí)際工程中，部署一個(gè)項(xiàng)目往往需要考慮內(nèi)存的占用，這里的內(nèi)存也就是嵌入式板子上的內(nèi)存；本篇文章就簡(jiǎn)單介紹一下嵌入式端的一個(gè)內(nèi)存管理；

一、Linux內(nèi)核系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

主要分為五大模塊：

本次主要講解內(nèi)存管理模塊，其他模塊不做介紹；

二、查看Linux內(nèi)存

在Linux環(huán)境下，可通過(guò)free -m查看內(nèi)存使用情況；

下圖是一臺(tái)rk3326機(jī)器的內(nèi)存情況：

在這里插入圖片描述

Mem：表示物理內(nèi)存統(tǒng)計(jì)；
total：表示物理內(nèi)存總量（used + free）；
used：表示總計(jì)分配給緩存（包含buffers與cache）使用的內(nèi)存數(shù)量，但其中部分緩存并未實(shí)際使用；
free：未被分配的內(nèi)存；
shared：內(nèi)存共享；
buffers：系統(tǒng)分配但未被使用的buffers數(shù)量；
cached：系統(tǒng)分配但未被使用的cache數(shù)量；
-/+ buffers/cache：表示物理內(nèi)存的緩存統(tǒng)計(jì)；
Swap：表示硬盤上交換分區(qū)的使用情況；

1.cache

cache的作用不同于buffer，它的速度極快，當(dāng)進(jìn)行底層優(yōu)化的時(shí)，可能要編寫基于cache的內(nèi)存管理程序；它是直接與CPU交互的，不用走DDR；

思考以下哪種循環(huán)效率高：

// 第一種循環(huán)
int arr[10][100];

for (i = 0;, i < 10; i++)
 for (j = 0; j < 100; j++)
  arr[i][j] = 8;
  
// 第二種循環(huán)
for (i = 0; i <100; i++)
 for (j = 0; j < 10; j++)
  arr[j][i] = 8;

從硬件層面來(lái)看，第二種的效率最高，因?yàn)閮?nèi)存的跳轉(zhuǎn)相對(duì)少了很多，所以我們需要注意在嵌套循環(huán)中，盡量把大的循環(huán)寫在內(nèi)層；

2.buffer

buffer是緩沖區(qū)，作用是開(kāi)辟一塊地址空間，可以將程序需要用到的內(nèi)存空間先開(kāi)辟好，有了buffer可以避免在快速讀寫時(shí)候的問(wèn)題；

cache和buffer的一個(gè)區(qū)別：

cache：把讀取過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，重新讀取時(shí)若命中，則不需要再去硬盤讀取；其中的數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)讀取頻率進(jìn)行篩選，把頻繁讀取的數(shù)據(jù)放在最容易找到的位置，把不在讀取的數(shù)據(jù)往后排，直到刪除，這也是LRU緩存算法的原理；
buffer：是根據(jù)磁盤的讀寫設(shè)計(jì)的，把分散的寫操作集中進(jìn)行，減少磁盤碎片和硬盤的反復(fù)尋道，從而提高系統(tǒng)性能；

三、內(nèi)存補(bǔ)齊

在很多嵌入式板子上都有內(nèi)存對(duì)齊的處理；

思考下以下結(jié)構(gòu)占用的內(nèi)存：

struct A{
 char a;  // 1
 char b;  // 1
 int c;  // 4
}

根據(jù)CPU的分配機(jī)制，在64位機(jī)器上占用8個(gè)字節(jié)，這也是做了一些對(duì)齊處理；

不僅僅是內(nèi)存，一些板子（例如昇騰310）會(huì)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊，圖像的分辨率要滿足硬件支持的倍數(shù)，這樣才能做到高效處理；

總結(jié)：

本篇只是對(duì)上一篇內(nèi)存的一個(gè)補(bǔ)充，主要講解Linux中的內(nèi)存；這部分對(duì)于一些端側(cè)部署的伙伴來(lái)說(shuō)比較重要，推薦針對(duì)不同的板子，還是需要先閱讀API文檔，了解關(guān)于內(nèi)存的API后再進(jìn)行代碼的開(kāi)發(fā)；

到此這篇關(guān)于C++嵌入式內(nèi)存管理詳情的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++嵌入式內(nèi)存管理內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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