Question

此问题与嵌入式系统上的编程有关。我正在研究嵌入式设备上的实验性通信堆栈。堆栈从底层通道接收流数据，检测离散数据包，重组碎片数据等...

每个功能都在单独的层中实现。某些层延迟了数据包的处理（因为数据到达了中断处理程序，并且进一步处理被转移到主上下文上）。某些层将多个传入数据包合并到转发到下一个上层的单个数据包中（即重组分段数据）。因此，一些层将一个进入的分组分成转发到下一个较低层的多个分组。当然，任何层都可以在任何时候丢弃数据包而无需另行通知，因为例如校验和与数据不匹配。

我的问题是关于这些数据包的内存分配。

当前，我在每层上使用malloc。具体来说，我为要转发到下一层的数据包分配了内存，将指针传递给下一层的处理程序，并在调用后再次释放内存。这是下一层处理者的责任复制所需的数据。因此，每一层都保持对已分配数据的所有权，并且很难忘记释放已分配的内存。效果很好，但是会导致很多不必要的副本。

或者，我可以将缓冲区的所有权转发到下一层。然后，下一层可以直接在缓冲区上进行工作并转发与下一层相同的缓冲区，依此类推。我想这有点棘手，因为没有内存泄漏。

最终，因为它是嵌入式设备，所以我想找到一种无需动态内存分配的解决方案。如果每一层都拥有自己的内存所有权，那么没有malloc的实现应该很容易。但是，如果所有权转移了，那就显得更加复杂了。

您有输入吗？

Answer 1

查看LwIP数据包缓冲区（pbuf），它可以解决您的方案中提到的情况。 http://www.nongnu.org/lwip/2_0_x/group__pbuf.html 为了增强由ISR执行的代码，可以实现内存池而不是malloc。

Answer 2

在一个位置分配内存。由于它是嵌入式系统，因此必须使用静态内存池。就像以不透明类型实现的经典ADT一样：

// buffer.h

typedef struct buffer_t buffer_t;

buffer_t* buffer_create (/*params*/);

/* setter & getter functions here */

// buffer.c

#include "buffer.h"

struct buffer_t
{
  /* private contents */
};


static buffer_t mempool [MEMPOOL_SIZE];
static size_t mempool_size = 0;

buffer_t* buffer_create (/*params*/)
{
  if(mempool_size == MEMPOOL_SIZE)
  { /* out of memory, handle error */ }

  buffer_t* obj = &mempool[mempool_size]; 
  mempool_size++;

  /* initialize obj here */

  return obj;
}

/* setter & getter functions here */

现在，所有各种应用程序层和进程都只能传递指针的副本。如果确实需要进行硬拷贝，则可以在上述ADT中实现buffer_copy函数。

对于多进程系统，如果允许多个进程同时分配缓冲区，则必须考虑重新进入。

嵌入式系统上分层通信堆栈的内存管理

2 个答案: