内存管理 – 为什么我们不应该在嵌入式系统中拥有不同大小的动态

在嵌入式系统中,内存非常有限.因此,如果你偶尔会丢失一个字节的内存(因为你分配了它,但你没有释放它),这将很快耗尽系统内存(1 GB的内存,泄漏率为1 /小时将占用它时间.如果你有4kB内存,不会那么久)

本质上,避免动态内存的行为是避免程序中的错误的影响.由于静态内存分配是完全确定的(而动态内存分配不是),通过仅使用静态内存分配,可以抵消此类错误.其中一个重要因素是嵌入式系统通常用于安全关键应用程序.几个小时的停机可能会花费数百万美元,或者可能发生事故.

此外,取决于动态内存分配器,不确定性也可能需要不确定的时间,这可能导致更多的错误,尤其是在依赖严格时序的系统中(由于Clifford提到这一点).这种类型的错误通常难以测试和重现,因为它依赖于非常具体的执行路径.

此外,嵌入式系统通常没有MMU,因此没有内存保护.如果内存不足并且处理该条件的代码不起作用,最终可能会执行任何内存作为指令(可能会发生错误！但这种情况只与动态内存分配间接相关).

正如Hao Shen所述,分裂也是一种危险.它是否可能发生取决于您的确切用例,但在嵌入式系统中,由于碎片,很容易丢失50％的RAM.如果分配的块总是具有完全相同的大小,则只能避免碎片.

性能也起作用(取决于用例 – 感谢Hao Shen).静态分配的内存由编译器分配,而malloc()和类似的内存需要在设备上运行,因此消耗CPU时间(和功率).

许多嵌入式操作系统(例如ChibiOS)支持某种动态内存分配器.但使用它只会增加发生意外问题的可能性.

请注意,通常使用较小的静态分配内存池来规避这些参数.这不是一个真正的解决方案,因为在这些池中仍然可能耗尽内存,但它只会影响系统的一小部分.

正如Stephano Sanfilippo所指出的,某些系统甚至没有足够的资源来支持动态内存分配.

注意：大多数编码标准,包括the JPL coding standard和DO-178B(对于关键的航空电子设备代码 – 感谢[Stephano Sanfilippo])(https://stackoverflow.com/users/2344584/stefano-sanfilippo)禁止使用malloc.

我还假设MISRA C standard禁止malloc()因为this forum post – 但我无法访问标准本身.