malloc碎片优化管理机制（附代码）

解决问题：malloc在申请内存的时候，内存碎片问题会导致原本内存大小足够，却申请大内存失败；

比如：原本内存还有10M内存，此时先申请4M内存，再申请16Bytes内存，之后把4M内存释放掉，按理来说，此时应该还有 10M - 16Bytes 内存，但此时，再去申请8M的大内存，则申请失败。

因为malloc申请的内存，必须是一块连续的内存，但此时中间已经有16Bytes内存碎片导致内存不连续，所以申请内存失败；

以下是我针对碎片问题，对内存管理机制做出一种优化方案：在开机初始化内存之后，先申请一块1M左右内存（根据情况修改大小），用作内存碎片管理，然后把这1M内存分为很多个小内存，并把小内存的地址放在链接节点中，之后申请内存时，优先判断内存碎片管理中是否有满足大小的小内存。

有的话，直接使用提前申请的小内存就可以了，如果内存管理机制中没有适合的内存，但重新用malloc()函数申请；

接下来，解释我写的碎片管理机制：

1.mm_management_init()初始化函数

void mm_management_init(unsigned int free_memory_start, unsigned int free_memory_end)
传入参数free_memory_start是内存初始化之后，剩余可申请的首地址，该地址，一般会传入到main函数，如果main()函数没有传入该参数的话，可以在内存初始化之后，自己malloc(4)申请一下，把返回的地址作为mm_management_init()函数的第一个参数；

传入参数free_memory_end是可以申请的最大地址，每个IC各有不同；

mm_management_init()对16bytes，64bytes，256bytes，512bytes，1024bytes，4096bytes这些小内存做优化，提前计算小内存占用的总大小。

然后直接申请这块大内存占住，再把这块大内存分配给各个小内存，并记录在链表中，比如：mm_fix_16_head

2.mm_management_malloc()申请函数

unsigned int mm_management_malloc(unsigned int size)
申请内存的时候，先判断size大小，如果大小可以在内存管理机制中找到，则直接返回提前申请地址，如果大小不满足，或者小内存已被申请完，则用malloc重新申请

在内存管理机制中拿到的小内存，该链表节点的标记会设为MM_STATUS_BUSY

3.mm_management_free()

void mm_management_free(void *mm_ptr)
与mm_management_malloc()相反，先检查所有小内存链表是都有该地址，有的话就把该地址内存清0，并把标记设为MM_STATUS_FREE；如果是用malloc申请的，当时是free()释放掉；

接下来是代码：

#include
#include

#define C_MM_16BYTE_NUM    (32)
#define C_MM_64BYTE_NUM    (16)
#define C_MM_256BYTE_NUM   (12)
#define C_MM_512BYTE_NUM   (12)
#define C_MM_1024BYTE_NUM   (18)
#define C_MM_4096BYTE_NUM   (30)

#define C_MM_16BYTE     (16)
#define C_MM_64BYTE     (64)
#define C_MM_256BYTE    (256)
#define C_MM_512BYTE    (512)
#define C_MM_1024BYTE    (1024)
#define C_MM_4096BYTE    (4096)

#define C_MM_MAX_SIZE    C_MM_4096BYTE //碎片管理最大的碎片大小

#define MM_STATUS_FREE    (0) //0:表示内存空闲
#define MM_STATUS_BUSY    (1) //1:表示内存已被申请

#define MM_STATUS_OK                (0)
#define MM_STATUS_FAIL              (1)

typedef struct mm_node_struct {
unsigned int *mm_node; //存放内存节点指针
unsigned short   iflag; //指针是否空闲
struct P_MM_Node_STRUCT *next; //指向下一个内存节点指针
} MM_Node_STRUCT, *P_MM_Node_STRUCT;

typedef struct mm_sdram_struct {
unsigned int count;
P_MM_Node_STRUCT  *next;
} MM_SDRAM_STRUCT, *P_MM_SDRAM_STRUCT;

static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_16_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_64_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_256_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_512_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_1024_head;
static MM_SDRAM_STRUCT mm_fix_4096_head;

static P_MM_SDRAM_STRUCT pmm_fix_16_head =