WebitOS内存管理及优化

论文摘要

在嵌入式技术逐步走向成熟的基础上,嵌入式系统已经得到广泛的应用,作为其软件核心的嵌入式操作系统更成为嵌入式领域研究的重点。然而,对于资源有限的嵌入式系统来说,内存管理是其中必不可少的一部分。因此对于不同的嵌入式系统,采用一种合适的分配和回收算法,更加有效的利用其存储空间,便成为提高嵌入式系统性能的一个重要方面。 本文首先研究分析了WebitOS原有的内存管理,它的分配采用最佳适应算法,但内存管理中没有空间整理的功能。当一个任务释放所占用的内存空间时,回收工作只是将回收的这个空闲节点插入到空闲链表中,并没有对内存空间进行整理。这样经过一段时间的分配和回收操作后,必然使内存中存在很多碎片,对空间的利用率有很大的影响。针对上述缺陷,修改了原来的回收部分,添加了空间整理的机制。由于修改了回收策略,弥补了分配算法形成空间碎片的缺点,因此原有分配算法未必适合本系统。根据系统的特点选择并实现了另外两种分配算法:首次适应算法和循环首次适应算法。通过应用程序test.c和httpserver.c对添加了整理功能前后的内存管理性能进行测试,测试结果证实了添加整理功能的必要性。对实现算法的正确性及三种算法的响应时间进行测试,得出首次适应算法在响应时间上较其他两种算法有较大的优越性。并对这三种分配算法和回收策略所组合而成的三种内存管理的性能进行了比较,最终得出首次适应算法和修改后的回收策略作为内存管理能够有效的利用存储空间,对系统性能有一定程度的提高,是较为适合的内存管理方法。

论文目录

• 声明
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景
• 1.2 问题的提出
• 1.3 论文的组织
• 第二章 相关知识背景
• 2.1 嵌入式相关知识
• 2.1.1 嵌入式系统
• 2.1.2 嵌入式操作系统
• 2.2 嵌入式系统中常见的内存管理方法
• 2.2.1 内存分配
• 2.2.1.1 固定的内存分配算法
• 2.2.1.2 动态分区的内存分配算法
• 2.2.2 内存回收
• 2.3 研究环境
• 2.3.1 硬件环境
• 2.3.2 软件环境
• 第三章 问题的分析与解决
• 3.1 存在的问题
• 3.2 问题的解决
• 第四章 分配和回收算法的实现
• 4.1 算法介绍
• 4.1.1 分配算法
• 4.1.2 回收策略
• 4.2 算法实现
• 4.2.1 分配算法的实现
• 4.2.2 回收策略的实现
• 第五章 算法的分析和评价
• 5.1 修改回收策略前后的性能评价
• 5.1.1 评价方法
• 5.1.2 结果分析
• 5.2 两种分配算法的正确性验证
• 5.2.1 验证方法
• 5.2.2 验证数据分析
• 5.3 三种分配算法的性能评价
• 5.3.1 评价方法
• 5.3.2 结果分析
• 5.4 三种内存管理方法的性能比较
• 5.4.1 比较方法
• 5.4.2 结果分析
• 第六章 总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 科研经历