前言:
上一篇介紹了軟件層面上的內存,并沒有涉及很多底層的原理;但在實際工程中,部署一個項目往往需要考慮內存的占用,這里的內存也就是嵌入式板子上的內存;本篇文章就簡單介紹一下嵌入式端的一個內存管理;
一、Linux內核系統結構
主要分為五大模塊:
本次主要講解內存管理模塊,其他模塊不做介紹;
二、查看Linux內存
在Linux環境下,可通過free -m
查看內存使用情況;
下圖是一臺rk3326機器的內存情況:
-
Mem
:表示物理內存統計; -
total
:表示物理內存總量(used + free
); -
used
:表示總計分配給緩存(包含buffers
與cache)使用的內存數量,但其中部分緩存并未實際使用; -
free
:未被分配的內存; -
shared
:內存共享; -
buffers
:系統分配但未被使用的buffers
數量; -
cached
:系統分配但未被使用的cache
數量; -
-/+ buffers/cache
:表示物理內存的緩存統計; -
Swap
:表示硬盤上交換分區的使用情況;
1.cache
cache
的作用不同于buffer
,它的速度極快,當進行底層優化的時,可能要編寫基于cache
的內存管理程序;它是直接與CPU交互的,不用走DDR;
思考以下哪種循環效率高:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
|
// 第一種循環 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 for (i = 0; i <100; i++) for (j = 0; j < 10; j++) arr[j][i] = 8; |
從硬件層面來看,第二種的效率最高,因為內存的跳轉相對少了很多,所以我們需要注意在嵌套循環中,盡量把大的循環寫在內層;
2.buffer
buffer
是緩沖區,作用是開辟一塊地址空間,可以將程序需要用到的內存空間先開辟好,有了buffer
可以避免在快速讀寫時候的問題;
cache和buffer的一個區別:
-
cache
:把讀取過來的數據保存起來,重新讀取時若命中,則不需要再去硬盤讀取;其中的數據會根據讀取頻率進行篩選,把頻繁讀取的數據放在最容易找到的位置,把不在讀取的數據往后排,直到刪除,這也是LRU緩存算法的原理; -
buffer
:是根據磁盤的讀寫設計的,把分散的寫操作集中進行,減少磁盤碎片和硬盤的反復尋道,從而提高系統性能;
三、內存補齊
在很多嵌入式板子上都有內存對齊的處理;
思考下以下結構占用的內存:
1
2
3
4
5
|
struct A{ char a; // 1 char b; // 1 int c; // 4 } |
根據CPU的分配機制,在64位機器上占用8個字節,這也是做了一些對齊處理;
不僅僅是內存,一些板子(例如昇騰310)會對圖像數據進行對齊,圖像的分辨率要滿足硬件支持的倍數,這樣才能做到高效處理;
總結:
本篇只是對上一篇內存的一個補充,主要講解Linux中的內存;這部分對于一些端側部署的伙伴來說比較重要,推薦針對不同的板子,還是需要先閱讀API文檔,了解關于內存的API后再進行代碼的開發;
到此這篇關于C++嵌入式內存管理詳情的文章就介紹到這了,更多相關C++嵌入式內存管理內容請搜索服務器之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持服務器之家!
原文鏈接:https://blog.csdn.net/weixin_40620310/article/details/121757648