player/Project/Src/Drive/Source/mymem.c

#include "mymem.h"
#include "sdram.h"

// 定义是否使用ccm内存，1，使用，0，不使用
#define USE_CCM 0

#ifndef BOOTLOADER
#define OS_RTT
#ifdef OS_RTT
#include "rthw.h"
#define IRQ_DISABLE() rt_enter_critical()
#define IRQ_ENABLE() rt_exit_critical()
#else
#include "os.h"
#define IRQ_DISABLE()                                                          \
  {                                                                            \
    CPU_SR_ALLOC();                                                            \
    CPU_CRITICAL_ENTER();                                                      \
  }
#define IRQ_ENABLE() CPU_CRITICAL_EXIT()
#endif
#else
#define IRQ_DISABLE()                                                          \
  {}
#define IRQ_ENABLE()                                                           \
  {}
#endif

static void exmem_init(void);      // 内存管理初始化函数
static u32 exmem_malloc(u32 size); // 内存分配
static u8 exmem_free(u32 offset);  // 内存释放

static void mem_init(void);      // 内存管理初始化函数
static u32 mem_malloc(u32 size); // 内存分配
static u8 mem_free(u32 offset);  // 内存释放

static void ccm_init(void);

void mymem_init(void) {
  mem_init();
  exmem_init();
  //	ccm_init();
}

#define EXMEM_BLOCK_SIZE (256) // 内存块大小为64字节

#define EXMEM_MAX_SIZE                                                         \
  ((uint64_t)((SDRAM_USER_SIZE)) * EXMEM_BLOCK_SIZE / (EXMEM_BLOCK_SIZE + 2))
#define EXMEM_ALLOC_TABLE_SIZE                                                 \
  ((u32)(EXMEM_MAX_SIZE / EXMEM_BLOCK_SIZE) &                                  \
   (~3)) // 内存表大小,必须为偶数，双字对齐

// 分配的内存都是双字对齐的
#define EXMEM_BASE ((u8 *)(SDRAM_USER_ADDR + EXMEM_ALLOC_TABLE_SIZE * 2))
#define EXMEMMAP_BASE ((u16 *)(SDRAM_USER_ADDR))

// 内存管理参数
u32 exmemtblsize;   // 内存表大小
u32 exmemblksize;   // 内存分块大小
uint64_t exmemsize; // 内存总大小

// 内存管理控制器
struct _m_mallco_dev exmallco_dev;

// 复制内存
//*des:目的地址
//*src:源地址
// n:需要复制的内存长度(字节为单位)
void mymemcpy(void *des, void *src, u32 n) {
  u8 *xdes = des;
  u8 *xsrc = src;
  while (n--)
    *xdes++ = *xsrc++;
}

// 设置内存
//*s:内存首地址
// c :要设置的值
// count:需要设置的内存大小(字节为单位)
void mymemset(void *s, u8 c, u32 count) {
  u8 *xs = s;
  while (count--)
    *xs++ = c;
}

// 内存管理初始化
// memx:所属内存块
static void exmem_init(void) {
  exmemtblsize = EXMEM_ALLOC_TABLE_SIZE; // 内存表大小
  exmemblksize = EXMEM_BLOCK_SIZE;       // 内存分块大小
  exmemsize = EXMEM_MAX_SIZE;            // 内存总大小

  exmallco_dev.membase = EXMEM_BASE;   // 内存池
  exmallco_dev.memmap = EXMEMMAP_BASE; // 内存管理状态表
  exmallco_dev.memrdy = 0;             // 内存管理未就绪

  mymemset(exmallco_dev.memmap, 0, exmemtblsize * 2); // 内存状态表数据清零
  mymemset(exmallco_dev.membase, 0, exmemsize); // 内存池所有数据清零
  exmallco_dev.memrdy = 1;                      // 内存管理初始化OK
}

// 获取内存使用率
// memx:所属内存块
// 返回值:使用率(0~100)
int exmem_perused(void) {
  u32 used = 0;
  u32 i;
  for (i = 0; i < exmemtblsize; i++) {
    if (exmallco_dev.memmap[i])
      used++;
  }
  return (used * 10000) / (exmemtblsize);
}

// 内存分配(内部调用)
// memx:所属内存块
// size:要分配的内存大小(字节)
// 返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
static u32 exmem_malloc(u32 size) {
  signed long offset = 0;
  u32 nmemb;     // 需要的内存块数
  u32 cmemb = 0; // 连续空内存块数
  u32 i;
  //    if(!mallco_dev.memrdy)mallco_dev.init();//未初始化,先执行初始化
  if (size == 0)
    return 0XFFFFFFFF; // 不需要分配

  nmemb = size / exmemblksize; // 获取需要分配的连续内存块数
  if (size % exmemblksize)
    nmemb++;
  for (offset = exmemtblsize - 1; offset >= 0; offset--) // 搜索整个内存控制区
  {
    if (!exmallco_dev.memmap[offset])
      cmemb++; // 连续空内存块数增加
    else
      cmemb = 0;        // 连续内存块清零
    if (cmemb == nmemb) // 找到了连续nmemb个空内存块
    {
      for (i = 0; i < nmemb; i++) // 标注内存块非空
      {
        exmallco_dev.memmap[offset + i] = nmemb;
      }
      return (offset * exmemblksize); // 返回偏移地址
    }
  }
  return 0XFFFFFFFF; // 未找到符合分配条件的内存块
}

// 释放内存(内部调用)
// memx:所属内存块
// offset:内存地址偏移
// 返回值:0,释放成功;1,释放失败;
static u8 exmem_free(u32 offset) {
  u32 i;
  if (!exmallco_dev.memrdy) // 未初始化,先执行初始化
  {
    // mallco_dev.init();
    return 1; // 未初始化
  }
  if (offset < exmemsize) // 偏移在内存池内.
  {
    u32 index = offset / exmemblksize;      // 偏移所在内存块号码
    u32 nmemb = exmallco_dev.memmap[index]; // 内存块数量
    for (i = 0; i < nmemb; i++)             // 内存块清零
    {
      exmallco_dev.memmap[index + i] = 0;
    }
    return 0;
  } else
    return 2; // 偏移超区了.
}

//------------------------------------内部SRAM---------------------------------------

#define SRAM_USER_SIZE (110 * 1024)
u8 g_sram_mem[SRAM_USER_SIZE];

#define MEM_BLOCK_SIZE (32) // 内存块大小为64字节

#define MEM_MAX_SIZE                                                           \
  (((SRAM_USER_SIZE)) * MEM_BLOCK_SIZE / (MEM_BLOCK_SIZE + 2))
#define MEM_ALLOC_TABLE_SIZE                                                   \
  ((MEM_MAX_SIZE / MEM_BLOCK_SIZE) & (~3)) // 内存表大小,必须为偶数，双字对齐

#define SRAM_USER_ADDR ((u32)g_sram_mem)

// 分配的内存都是双字对齐的
#define MEM_BASE ((u8 *)(SRAM_USER_ADDR + MEM_ALLOC_TABLE_SIZE * 2))
#define MEMMAP_BASE ((u16 *)(SRAM_USER_ADDR))

// 内存管理参数
u32 memtblsize; // 内存表大小
u32 memblksize; // 内存分块大小
u32 memsize;    // 内存总大小

// 内存管理控制器
struct _m_mallco_dev mallco_dev;

// 内存管理初始化
// memx:所属内存块
static void mem_init(void) {
  memtblsize = MEM_ALLOC_TABLE_SIZE; // 内存表大小
  memblksize = MEM_BLOCK_SIZE;       // 内存分块大小
  memsize = MEM_MAX_SIZE;            // 内存总大小

  //	mallco_dev.init=mem_init;				//内存初始化
  //	mallco_dev.perused=mem_perused;	  //内存使用率
  mallco_dev.membase = MEM_BASE;   // 内存池
  mallco_dev.memmap = MEMMAP_BASE; // 内存管理状态表
  mallco_dev.memrdy = 0;           // 内存管理未就绪

  mymemset(mallco_dev.memmap, 0, memtblsize * 2); // 内存状态表数据清零
  mymemset(mallco_dev.membase, 0, memsize);       // 内存池所有数据清零
  mallco_dev.memrdy = 1;                          // 内存管理初始化OK
}

// 获取内存使用率
// memx:所属内存块
// 返回值:使用率(0~100)
int mem_perused(void) {
  u32 used = 0;
  u32 i;
  for (i = 0; i < memtblsize; i++) {
    if (mallco_dev.memmap[i])
      used++;
  }
  return (used * 10000) / (memtblsize);
}

// 内存分配(内部调用)
// memx:所属内存块
// size:要分配的内存大小(字节)
// 返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
static u32 mem_malloc(u32 size) {
  signed long offset = 0;
  u16 nmemb;     // 需要的内存块数
  u16 cmemb = 0; // 连续空内存块数
  u32 i;
  //    if(!mallco_dev.memrdy)mallco_dev.init();//未初始化,先执行初始化
  if (size == 0)
    return 0XFFFFFFFF; // 不需要分配

  nmemb = size / memblksize; // 获取需要分配的连续内存块数
  if (size % memblksize)
    nmemb++;
  for (offset = memtblsize - 1; offset >= 0; offset--) // 搜索整个内存控制区
  {
    if (!mallco_dev.memmap[offset])
      cmemb++; // 连续空内存块数增加
    else
      cmemb = 0;        // 连续内存块清零
    if (cmemb == nmemb) // 找到了连续nmemb个空内存块
    {
      for (i = 0; i < nmemb; i++) // 标注内存块非空
      {
        mallco_dev.memmap[offset + i] = nmemb;
      }
      return (offset * memblksize); // 返回偏移地址
    }
  }
  return 0XFFFFFFFF; // 未找到符合分配条件的内存块
}

// 释放内存(内部调用)
// memx:所属内存块
// offset:内存地址偏移
// 返回值:0,释放成功;1,释放失败;
static u8 mem_free(u32 offset) {
  int i;
  if (!mallco_dev.memrdy) // 未初始化,先执行初始化
  {
    // mallco_dev.init();
    return 1; // 未初始化
  }
  if (offset < exmemsize) // 偏移在内存池内.
  {
    int index = offset / memblksize;      // 偏移所在内存块号码
    int nmemb = mallco_dev.memmap[index]; // 内存块数量
    for (i = 0; i < nmemb; i++)           // 内存块清零
    {
      mallco_dev.memmap[index + i] = 0;
    }
    return 0;
  } else
    return 2; // 偏移超区了.
}

//------------------------------------内部CCM---------------------------------------

#if USE_CCM == 1

#define CCM_USER_SIZE 64 * 1024
u8 g_ccm_mem[CCM_USER_SIZE] __attribute__((at(0x10000000)));

#define CCM_BLOCK_SIZE (32) // 内存块大小为64字节

#define CCM_MAX_SIZE (((CCM_USER_SIZE)) * CCM_BLOCK_SIZE / (CCM_BLOCK_SIZE + 2))
#define CCM_ALLOC_TABLE_SIZE                                                   \
  ((CCM_MAX_SIZE / CCM_BLOCK_SIZE) & (~3)) // 内存表大小,必须为偶数，双字对齐

#define CCM_USER_ADDR ((u32)g_ccm_mem)

// 分配的内存都是双字对齐的
#define CCM_BASE ((u8 *)(CCM_USER_ADDR + CCM_ALLOC_TABLE_SIZE * 2))
#define CCMMAP_BASE ((u16 *)(CCM_USER_ADDR))

// 内存管理参数
u32 ccm_memtblsize; // 内存表大小
u32 ccm_memblksize; // 内存分块大小
u32 ccm_memsize;    // 内存总大小

// 内存管理控制器
struct _m_mallco_dev ccm_mallco_dev;

// 内存管理初始化
// memx:所属内存块
static void ccm_init(void) {
  ccm_memtblsize = CCM_ALLOC_TABLE_SIZE; // 内存表大小
  ccm_memblksize = CCM_BLOCK_SIZE;       // 内存分块大小
  ccm_memsize = CCM_MAX_SIZE;            // 内存总大小

  ccm_mallco_dev.membase = CCM_BASE;   // 内存池
  ccm_mallco_dev.memmap = CCMMAP_BASE; // 内存管理状态表
  ccm_mallco_dev.memrdy = 0;           // 内存管理未就绪

  mymemset(ccm_mallco_dev.memmap, 0, ccm_memtblsize * 2); // 内存状态表数据清零
  mymemset(ccm_mallco_dev.membase, 0, ccm_memsize); // 内存池所有数据清零
  ccm_mallco_dev.memrdy = 1;                        // 内存管理初始化OK
}

// 获取内存使用率
// memx:所属内存块
// 返回值:使用率(0~100)
int ccm_perused(void) {
  u32 used = 0;
  u32 i;
  for (i = 0; i < ccm_memtblsize; i++) {
    if (ccm_mallco_dev.memmap[i])
      used++;
  }
  return (used * 10000) / (ccm_memtblsize);
}

// 内存分配(内部调用)
// memx:所属内存块
// size:要分配的内存大小(字节)
// 返回值:0XFFFFFFFF,代表错误;其他,内存偏移地址
static u32 ccm_malloc(u32 size) {
  signed long offset = 0;
  u16 nmemb;     // 需要的内存块数
  u16 cmemb = 0; // 连续空内存块数
  u32 i;
  //    if(!mallco_dev.memrdy)mallco_dev.init();//未初始化,先执行初始化
  if (size == 0)
    return 0XFFFFFFFF; // 不需要分配

  nmemb = size / ccm_memblksize; // 获取需要分配的连续内存块数
  if (size % ccm_memblksize)
    nmemb++;
  for (offset = ccm_memtblsize - 1; offset >= 0; offset--) // 搜索整个内存控制区
  {
    if (!ccm_mallco_dev.memmap[offset])
      cmemb++; // 连续空内存块数增加
    else
      cmemb = 0;        // 连续内存块清零
    if (cmemb == nmemb) // 找到了连续nmemb个空内存块
    {
      for (i = 0; i < nmemb; i++) // 标注内存块非空
      {
        ccm_mallco_dev.memmap[offset + i] = nmemb;
      }
      return (offset * ccm_memblksize); // 返回偏移地址
    }
  }
  return 0XFFFFFFFF; // 未找到符合分配条件的内存块
}

// 释放内存(内部调用)
// memx:所属内存块
// offset:内存地址偏移
// 返回值:0,释放成功;1,释放失败;
static u8 ccm_free(u32 offset) {
  int i;
  if (!ccm_mallco_dev.memrdy) // 未初始化,先执行初始化
  {
    // mallco_dev.init();
    return 1; // 未初始化
  }
  if (offset < exmemsize) // 偏移在内存池内.
  {
    int index = offset / ccm_memblksize;      // 偏移所在内存块号码
    int nmemb = ccm_mallco_dev.memmap[index]; // 内存块数量
    for (i = 0; i < nmemb; i++)               // 内存块清零
    {
      ccm_mallco_dev.memmap[index + i] = 0;
    }
    return 0;
  } else
    return 2; // 偏移超区了.
}

#endif

// 释放内存(外部调用)
// memx:所属内存块
// ptr:内存首地址
void myfree(void *ptr) {
  IRQ_DISABLE();
  u32 free_addr = (u32)ptr;
  u32 offset;
  if (ptr == NULL) {
    IRQ_ENABLE();
    return;                                          // 地址为0.
  } else if ((free_addr & 0xf0000000) == 0x20000000) // sram
  {
    offset = (u32)ptr - (u32)mallco_dev.membase;
    mem_free(offset); // 释放内存
  } else {
    offset = (u32)ptr - (u32)exmallco_dev.membase;
    exmem_free(offset); // 释放内存
  }
  // printf ("free:%#X\r\n",free_addr);
  IRQ_ENABLE();
}

// 分配内存(外部调用)
// 首先尝试在内部分配，失败后再外部分配
// size:内存大小(字节)
// 返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc(size_t size) {
  IRQ_DISABLE();
  u32 offset;
  void *ret_addr = NULL;
  if (size > 5 * 1024)
    offset = 0XFFFFFFFF;
  else
    offset = mem_malloc(size);
  if (offset != 0XFFFFFFFF) {
    ret_addr = (void *)((u32)mallco_dev.membase + offset);
  } else {
    offset = exmem_malloc(size);
    if (offset != 0XFFFFFFFF) {
      ret_addr = (void *)((u32)exmallco_dev.membase + offset);
    }
  }
  // printf ("malloc:%#X,%d\r\n",(u32)ret_addr,size);
  IRQ_ENABLE();
  return ret_addr;
}

// 分配内存(外部调用)
// 首先尝试在内部分配，失败后再外部分配
// size:内存大小(字节)
// 返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc_fast(u32 size) {
  IRQ_DISABLE();
  u32 offset;
  void *ret_addr = NULL;
  offset = mem_malloc(size);
  if (offset != 0XFFFFFFFF) {
    ret_addr = (void *)((u32)mallco_dev.membase + offset);
  } else {
    offset = exmem_malloc(size);
    if (offset != 0XFFFFFFFF) {
      ret_addr = (void *)((u32)exmallco_dev.membase + offset);
    }
  }
  // printf ("malloc:%#X,%d\r\n",(u32)ret_addr,size);
  IRQ_ENABLE();
  return ret_addr;
}

// 分配外部内存(外部调用)
// 首先尝试在内部分配，失败后再外部分配
// size:内存大小(字节)
// 返回值:分配到的内存首地址.
void *mymalloc_exm(u32 size) {
  IRQ_DISABLE();
  u32 offset;
  void *ret_addr = NULL;
  offset = exmem_malloc(size);
  if (offset != 0XFFFFFFFF) {
    ret_addr = (void *)((u32)exmallco_dev.membase + offset);
  }
  IRQ_ENABLE();
  return ret_addr;
}

#if USE_CCM == 1

// 释放CCM内存
void myfree_ccm(void *ptr) {
  IRQ_DISABLE();
  u32 free_addr = (u32)ptr;
  u32 offset;
  if (ptr == NULL) {
    IRQ_ENABLE();
    return;                                          // 地址为0.
  } else if ((free_addr & 0xf0000000) == 0x10000000) // sram
  {
    offset = (u32)ptr - (u32)ccm_mallco_dev.membase;
    ccm_free(offset); // 释放内存
  } else {
    offset = (u32)ptr - (u32)exmallco_dev.membase;
    exmem_free(offset); // 释放内存
  }
  // printf ("free:%#X\r\n",free_addr);
  IRQ_ENABLE();
}

// 分配CCM内存
void *mymalloc_ccm(u32 size) {
  IRQ_DISABLE();
  u32 offset;
  void *ret_addr = NULL;
  offset = ccm_malloc(size);
  if (offset != 0XFFFFFFFF) {
    ret_addr = (void *)((u32)ccm_mallco_dev.membase + offset);
  } else {
    offset = exmem_malloc(size);
    if (offset != 0XFFFFFFFF) {
      ret_addr = (void *)((u32)exmallco_dev.membase + offset);
    }
  }
  IRQ_ENABLE();
  return ret_addr;
}

#endif

// 重新分配内存(外部调用)
// memx:所属内存块
//*ptr:旧内存首地址
// size:要分配的内存大小(字节)
// 返回值:新分配到的内存首地址.
void *myrealloc(void *ptr, u32 size) {
  IRQ_DISABLE();
  void *ret_addr;
  ret_addr = mymalloc_exm(size);
  if (ret_addr != NULL) {
    if (ptr != NULL) {
      mymemcpy(ret_addr, ptr, size);
      myfree(ptr);
    }
  }
  IRQ_ENABLE();

  return ret_addr;
}

// 分配内存并清零
void *mycalloc(u32 size) {
  void *ptr = mymalloc(size);
  if (ptr)
    mymemset(ptr, 0, size);
  return ptr;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 基本调用接口

void *malloc(size_t size) { return mymalloc(size); }

void free(void *ptr) { myfree(ptr); }

void *realloc(void *ptr, size_t size) { return myrealloc(ptr, size); }

void *calloc(size_t nmemb, size_t size) { return mycalloc(nmemb * size); }