【LVGL】?jī)?nèi)存分配管理（與 sct 文件配合管理）

引言

LVGL 內(nèi)存管理，可選默認(rèn) lvgl 管理方式，也可選自定義管理方式。

LVGL 內(nèi)存消耗

這里說的內(nèi)存管理，就是指“LVGL 要管理的內(nèi)存”。
這個(gè)內(nèi)存池不能分配的過大，過大則圖形緩沖區(qū)或其他被分配的位置就可能不足；也不能過小，過小則可能分配給某些控件的內(nèi)存不足。所以需要合理配需要管理的內(nèi)存池的大小

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內(nèi)存管理文件添加

在工程中選擇一個(gè)合適的文件夾下添加 malloc.c 和 malloc.h 文件，方便添加管理代碼。
由于我使用的 arm 為 stm32h743iit6 型號(hào)的單片機(jī)，其內(nèi)存分布如下 sct 文件所示：
其默認(rèn)未初始化的變量都是放到 AXI SRAM 區(qū)的，我們一般也是將 lvgl 需要管理的內(nèi)存放到這個(gè)區(qū)域，所以在后面 malloc.c 文件中不需要 _attribute_，直接為默認(rèn)內(nèi)存即可。

這個(gè)內(nèi)存管理文件原本是正點(diǎn)原子寫來管理整個(gè)工程的內(nèi)存的，但是由于我們已經(jīng)使用了 sct 靜態(tài)內(nèi)存管理的方法，所以這里的內(nèi)存管理文件僅僅當(dāng)作 lvgl 的內(nèi)存管理文件使用了，所以需要初始化的內(nèi)存區(qū)域也只有內(nèi)部的 SRAM 區(qū)，外部 SDRAM 的管理用 sct 文件即可。

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malloc.c

點(diǎn)擊查看代碼

#include "malloc.h"

/* 內(nèi)存池(32字節(jié)對(duì)齊) */
static __ALIGNED(32) uint8_t mem1base[MEM1_MAX_SIZE]; /* 內(nèi)部SRAM內(nèi)存池 */
// static __ALIGNED(32) uint8_t mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((section(".RAM_SDRAM"))); /* 外部SDRAM內(nèi)存池 */

/* 內(nèi)存管理表 */
static MT_TYPE mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE]; /* 內(nèi)部SRAM內(nèi)存池MAP */
// static MT_TYPE mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((section(".RAM_SDRAM"))); /* 外部SRAM內(nèi)存池MAP */

/* 內(nèi)存管理參數(shù) */
const uint32_t memtblsize[SRAMBANK] = {
    MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE,
    // MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE
}; /* 內(nèi)存表大小 */
const uint32_t memblksize[SRAMBANK] = {
    MEM1_BLOCK_SIZE,
    // MEM2_BLOCK_SIZE
}; /* 內(nèi)存分塊大小 */
const uint32_t memsize[SRAMBANK] = {
    MEM1_MAX_SIZE,
    // MEM2_MAX_SIZE
}; /* 內(nèi)存總大小 */

/* 內(nèi)存管理控制器 */
struct _m_mallco_dev mallco_dev =
    {
        my_mem_init,    /* 內(nèi)存初始化 */
        my_mem_perused, /* 內(nèi)存使用率 */
        /* 內(nèi)存池 */
        mem1base,
        // mem2base,
        /* 內(nèi)存管理狀態(tài)表 */
        mem1mapbase,
        // mem2mapbase,
        /* 內(nèi)存管理未就緒 */
        0,
        // 0,
};

/**
 * @brief       復(fù)制內(nèi)存
 * @param       *des : 目的地址
 * @param       *src : 源地址
 * @param       n    : 需要復(fù)制的內(nèi)存長(zhǎng)度(字節(jié)為單位)
 * @retval      無
 */
void my_mem_copy(void *des, void *src, uint32_t n)
{
    uint8_t *xdes = des;
    uint8_t *xsrc = src;
    while (n--)
        *xdes++ = *xsrc++;
}

/**
 * @brief       設(shè)置內(nèi)存值
 * @param       *s    : 內(nèi)存首地址
 * @param       c     : 要設(shè)置的值
 * @param       count : 需要設(shè)置的內(nèi)存大小(字節(jié)為單位)
 * @retval      無
 */
void my_mem_set(void *s, uint8_t c, uint32_t count)
{
    uint8_t *xs = s;
    while (count--)
        *xs++ = c;
}

/**
 * @brief       內(nèi)存管理初始化
 * @param       memx : 所屬內(nèi)存塊
 * @retval      無
 */
void my_mem_init(uint8_t memx)
{
    my_mem_set(mallco_dev.memmap[memx], 0, memtblsize[memx] * 4); /* 內(nèi)存狀態(tài)表數(shù)據(jù)清零 */
    mallco_dev.memrdy[memx] = 1;                                  /* 內(nèi)存管理初始化OK */
}

/**
 * @brief       獲取內(nèi)存使用率
 * @param       memx : 所屬內(nèi)存塊
 * @retval      使用率(擴(kuò)大了10倍,0~1000,代表0.0%~100.0%)
 */
uint16_t my_mem_perused(uint8_t memx)
{
    uint32_t used = 0;
    uint32_t i;

    for (i = 0; i < memtblsize[memx]; i++)
    {
        if (mallco_dev.memmap[memx][i])
            used++;
    }

    return (used * 1000) / (memtblsize[memx]);
}

/**
 * @brief       內(nèi)存分配(內(nèi)部調(diào)用)
 * @param       memx : 所屬內(nèi)存塊
 * @param       size : 要分配的內(nèi)存大小(字節(jié))
 * @retval      內(nèi)存偏移地址
 *   @arg       0 ~ 0xFFFFFFFE : 有效的內(nèi)存偏移地址
 *   @arg       0xFFFFFFFF     : 無效的內(nèi)存偏移地址
 */
uint32_t my_mem_malloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
    signed long offset = 0;
    uint32_t nmemb;     /* 需要的內(nèi)存塊數(shù) */
    uint32_t cmemb = 0; /* 連續(xù)空內(nèi)存塊數(shù) */
    uint32_t i;

    if (!mallco_dev.memrdy[memx])
    {
        mallco_dev.init(memx); /* 未初始化,先執(zhí)行初始化 */
    }
    if (size == 0)
        return 0XFFFFFFFF;           /* 不需要分配 */
    nmemb = size / memblksize[memx]; /* 獲取需要分配的連續(xù)內(nèi)存塊數(shù) */

    if (size % memblksize[memx])
        nmemb++;

    for (offset = memtblsize[memx] - 1; offset >= 0; offset--) /* 搜索整個(gè)內(nèi)存控制區(qū) */
    {
        if (!mallco_dev.memmap[memx][offset])
        {
            cmemb++; /* 連續(xù)空內(nèi)存塊數(shù)增加 */
        }
        else
        {
            cmemb = 0; /* 連續(xù)內(nèi)存塊清零 */
        }

        if (cmemb == nmemb) /* 找到了連續(xù)nmemb個(gè)空內(nèi)存塊 */
        {
            for (i = 0; i < nmemb; i++) /* 標(biāo)注內(nèi)存塊非空  */
            {
                mallco_dev.memmap[memx][offset + i] = nmemb;
            }

            return (offset * memblksize[memx]); /* 返回偏移地址  */
        }
    }

    return 0XFFFFFFFF; /* 未找到符合分配條件的內(nèi)存塊 */
}

/**
 * @brief       釋放內(nèi)存(內(nèi)部調(diào)用)
 * @param       memx   : 所屬內(nèi)存塊
 * @param       offset : 內(nèi)存地址偏移
 * @retval      釋放結(jié)果
 *   @arg       0, 釋放成功;
 *   @arg       1, 釋放失敗;
 *   @arg       2, 超區(qū)域了(失敗);
 */
uint8_t my_mem_free(uint8_t memx, uint32_t offset)
{
    int i;

    if (!mallco_dev.memrdy[memx]) /* 未初始化,先執(zhí)行初始化 */
    {
        mallco_dev.init(memx);
        return 1; /* 未初始化 */
    }

    if (offset < memsize[memx]) /* 偏移在內(nèi)存池內(nèi). */
    {
        int index = offset / memblksize[memx];      /* 偏移所在內(nèi)存塊號(hào)碼 */
        int nmemb = mallco_dev.memmap[memx][index]; /* 內(nèi)存塊數(shù)量 */

        for (i = 0; i < nmemb; i++) /* 內(nèi)存塊清零 */
        {
            mallco_dev.memmap[memx][index + i] = 0;
        }

        return 0;
    }
    else
    {
        return 2; /* 偏移超區(qū)了. */
    }
}

/**
 * @brief       釋放內(nèi)存(外部調(diào)用)
 * @param       memx : 所屬內(nèi)存塊
 * @param       ptr  : 內(nèi)存首地址
 * @retval      無
 */
void myfree(uint8_t memx, void *ptr)
{
    uint32_t offset;

    if (ptr == NULL)
        return; /* 地址為0. */

    offset = (uint32_t)ptr - (uint32_t)mallco_dev.membase[memx];
    my_mem_free(memx, offset); /* 釋放內(nèi)存 */
}

/**
 * @brief       分配內(nèi)存(外部調(diào)用)
 * @param       memx : 所屬內(nèi)存塊
 * @param       size : 要分配的內(nèi)存大小(字節(jié))
 * @retval      分配到的內(nèi)存首地址.
 */
void *mymalloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
    uint32_t offset;
    offset = my_mem_malloc(memx, size);

    if (offset == 0xFFFFFFFF) /* 申請(qǐng)出錯(cuò) */
    {
        return NULL; /* 返回空(0) */
    }
    else /* 申請(qǐng)沒問題, 返回首地址 */
    {
        return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);
    }
}

/**
 * @brief       重新分配內(nèi)存(外部調(diào)用)
 * @param       memx : 所屬內(nèi)存塊
 * @param       *ptr : 舊內(nèi)存首地址
 * @param       size : 要分配的內(nèi)存大小(字節(jié))
 * @retval      新分配到的內(nèi)存首地址.
 */
void *myrealloc(uint8_t memx, void *ptr, uint32_t size)
{
    uint32_t offset;
    offset = my_mem_malloc(memx, size);

    if (offset == 0xFFFFFFFF) /* 申請(qǐng)出錯(cuò) */
    {
        return NULL; /* 返回空(0) */
    }
    else /* 申請(qǐng)沒問題, 返回首地址 */
    {
        my_mem_copy((void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset), ptr, size); /* 拷貝舊內(nèi)存內(nèi)容到新內(nèi)存 */
        myfree(memx, ptr);                                                             /* 釋放舊內(nèi)存 */
        return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);                  /* 返回新內(nèi)存首地址 */
    }
}

/**
 * @brief       分配內(nèi)存(外部調(diào)用)
 * @param       size : 要分配的內(nèi)存大小(字節(jié))
 * @retval      分配到的內(nèi)存首地址.
 */
void *lv_mymalloc(uint32_t size)
{
    return (void *)mymalloc(SRAM, size);
}

/**
 * @brief       釋放內(nèi)存(外部調(diào)用)
 * @param       ptr  : 內(nèi)存首地址
 * @retval      無
 */
void lv_myfree(void *ptr)
{
    myfree(SRAM, ptr);
}

/**
 * @brief       重新分配內(nèi)存(外部調(diào)用)
 * @param       *ptr : 舊內(nèi)存首地址
 * @param       size : 要分配的內(nèi)存大小(字節(jié))
 * @retval      新分配到的內(nèi)存首地址.
 */
void *lv_myrealloc(void *ptr, uint32_t size)
{
    return (void *)myrealloc(SRAM, ptr, size);
}

malloc.h

點(diǎn)擊查看代碼

#ifndef __MALLOC_H
#define __MALLOC_H

#include "headers.h"

#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif

/* 定義三個(gè)內(nèi)存池 */
#define SRAM 0  /* 內(nèi)部?jī)?nèi)存池 */
#define SDRAM 1 /* CCM內(nèi)存池(此部分SRAM僅僅CPU可以訪問!!!) */

/* 定義內(nèi)存管理表類型,當(dāng)外擴(kuò)SDRAM的時(shí)候，必須使用uint32_t類型，否則可以定義成uint16_t，以節(jié)省內(nèi)存占用 */
#define MT_TYPE uint32_t

#define SRAMBANK 1 /* 定義支持的SRAM塊數(shù). */

/* mem1內(nèi)存參數(shù)設(shè)定.mem1完全處于內(nèi)部SRAM里面. */
#define MEM1_BLOCK_SIZE 64                                    /* 內(nèi)存塊大小為 64 字節(jié) */
#define MEM1_MAX_SIZE 200 * 1024                              /* 最大管理內(nèi)存 512K */
#define MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE MEM1_MAX_SIZE / MEM1_BLOCK_SIZE /* 內(nèi)存表大小 */

// /* mem2內(nèi)存參數(shù)設(shè)定.mem2處于CCM,用于管理CCM(特別注意,這部分SRAM,僅CPU可以訪問!!) */
// #define MEM2_BLOCK_SIZE 64                                    /* 內(nèi)存塊大小為 64 字節(jié) */
// #define MEM2_MAX_SIZE 60 * 1024                               /* 最大管理內(nèi)存 32MB */
// #define MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE MEM2_MAX_SIZE / MEM2_BLOCK_SIZE /* 內(nèi)存表大小 */

/* 內(nèi)存管理控制器 */
struct _m_mallco_dev
{
    void (*init)(uint8_t);        /* 初始化 */
    uint16_t (*perused)(uint8_t); /* 內(nèi)存使用率 */
    uint8_t *membase[SRAMBANK];   /* 內(nèi)存池 管理SRAMBANK個(gè)區(qū)域的內(nèi)存 */
    uint32_t *memmap[SRAMBANK];   /* 內(nèi)存管理狀態(tài)表 */
    uint8_t memrdy[SRAMBANK];     /* 內(nèi)存管理是否就緒 */
};

extern struct _m_mallco_dev mallco_dev; /* 在mallco.c里面定義 */

void my_mem_set(void *s, uint8_t c, uint32_t count); /* 設(shè)置內(nèi)存 */
void my_mem_copy(void *des, void *src, uint32_t n);  /* 復(fù)制內(nèi)存 */
void my_mem_init(uint8_t memx);                      /* 內(nèi)存管理初始化函數(shù)(外/內(nèi)部調(diào)用) */
uint32_t my_mem_malloc(uint8_t memx, uint32_t size); /* 內(nèi)存分配(內(nèi)部調(diào)用) */
uint8_t my_mem_free(uint8_t memx, uint32_t offset);  /* 內(nèi)存釋放(內(nèi)部調(diào)用) */
uint16_t my_mem_perused(uint8_t memx);               /* 獲得內(nèi)存使用率(外/內(nèi)部調(diào)用)  */

/* 用戶調(diào)用函數(shù) */
void myfree(uint8_t memx, void *ptr);                    /* 內(nèi)存釋放(外部調(diào)用) */
void *mymalloc(uint8_t memx, uint32_t size);             /* 內(nèi)存分配(外部調(diào)用) */
void *myrealloc(uint8_t memx, void *ptr, uint32_t size); /* 重新分配內(nèi)存(外部調(diào)用) */

void *lv_mymalloc(uint32_t size);
void lv_myfree(void *ptr);
void *lv_myrealloc(void *ptr, uint32_t size);
#endif

lv_conf.h 修改

找到MEMORY SETTINGS位置，

將 LV_MEMCUSTOM宏定義修改為 1，即指定自定義內(nèi)存分配管理方式
將下圖紅框中的 malloc、free、realloc 修改成 malloc.c 文件中的 lv_mymalloc、lv_myfree、lv_myrealloc，并且將應(yīng)用的頭文件改為"malloc.h"。

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測(cè)試

我這里測(cè)試的是 music 的 demo，是一個(gè)較大的 demo，我們可以通過修改 malloc.h 文件中的內(nèi)存分配位置（下圖所示），來管理分配給 lvgl 管理的內(nèi)存，將其改為不同大小可以看到不同效果，那么就是管理成功了（由于此 demo 較大，則需要分配較大的內(nèi)存，例如 200K 才能正常運(yùn)行）。
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main.c 調(diào)用

在 main 函數(shù)中調(diào)用 my_mem_init(SRAM);初始化即可（非必要）。

點(diǎn)擊查看代碼

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MPU Configuration--------------------------------------------------------*/
  MPU_Config();

  /* Enable the CPU Cache */

  /* Enable I-Cache---------------------------------------------------------*/
  SCB_EnableICache();

  /* Enable D-Cache---------------------------------------------------------*/
  SCB_EnableDCache();

  /* 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();
  MX_FMC_Init();
  MX_LTDC_Init();
  MX_DMA2D_Init();
  MX_TIM1_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  /****************** 初始化打印 ******************/
  Set_Current_USART(USART1_IDX);   // 設(shè)置當(dāng)前使用的USART為USART1
  printf("SDRAM 初始化通過!\r\n"); // 打印SDRAM初始化成功信息
  /****************** 初始化操作 ******************/
  delay_init(480); // 初始化延時(shí)函數(shù)，參數(shù)為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率MHz
  my_mem_init(SRAM);
  //  lcd_init();      // 初始化LCD顯示控制器
  //  gtxxxx_init();   // 初始化觸摸屏控制器 GTXXXX
  /* lvgl */
  btim_timx_int_init(2400 - 1, 100 - 1); // 基本定時(shí)器TIMX定時(shí)中斷初始化，1ms中斷一次
  lv_init();                             // 初始化LVGL庫
  lv_port_disp_init();                   // 初始化LVGL顯示端口
  lv_port_indev_init();                  // 初始化LVGL輸入設(shè)備端口
  // lv_obj_t *switch_obj = lv_switch_create(lv_scr_act()); // 創(chuàng)建一個(gè)開關(guān)對(duì)象
  // lv_obj_set_size(switch_obj, 120, 60);                  // 設(shè)置開關(guān)對(duì)象的大小為120x60像素
  // lv_obj_align(switch_obj, LV_ALIGN_CENTER, 0, 0);       // 將開關(guān)對(duì)象對(duì)齊到屏幕中心
  /* demo */
  // lv_demo_stress();
  lv_demo_music();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    // lcd_test();
    // gtxxxx_scan(); // 觸摸屏掃描測(cè)試,帶坐標(biāo)返回
    /* lvgl */
    delay_ms(5);
    lv_timer_handler(); /* LVGL任務(wù)處理 */
    /* USER CODE END WHILE */

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