基于嵌入式系统设计中查找内存丢失的策略方

　　在嵌入式系统设计过程中，许多软件工程师受困于动态内存管理。本文介绍一种将堆栈中的内存碎片降至最少的解决方案，其中讲到了内存碎片和内存丢失的区别，以及一种在编程中有利于检测并消除内存丢失的策略。

　　标准C库函数malloc（）和free（）可在任意的时间段中，为应用分配任意大小的内存块。随着内存块的使用和释放，在整个内存区域中，分配给堆栈的存储区将混杂着许多正在使用或已经释放的存储块，而未被使用的任何小块内存区将变得无法使用。例如，某个应用要求堆栈分配30字节，如果堆栈中只有20个长度为3字节的小存储块（总共为60字节），那么堆栈仍然无法为该应用分配内存，因为所需的30字节必须是连续的。

　　在执行时间较长的程序中，内存碎片可能导致系统的内存枯竭，尽管分配的内存总量并未超出总的可用内存总数。内存碎片的数量取决于堆栈的实现策略。大多数程序员均采用由编译器提供的malloc（）和free（）函数创建的堆栈，因此内存碎片就不受程序员的控制。

　　内存丢失是应用程序的缺陷，更具体地，内存丢失是一块已经分配但永远不会被释放的内存区。如果所有指向内存块的指针超出界限或者指向其他的区域，那么应用程序将永远不能释放那块内存区。对于将会在某时刻退出的桌面应用程序，较小的内存丢失还可以承受，因为退出进程将把占用的所有内存返还给操作系统。但对于长时间运行的嵌入式系统，则通常需要确保绝对没有内存丢失。

　　避免内存丢失不是轻而易举的，为了确保所有分配的内存都在随后释放，必须建立一套明确的规则，以确定哪个应用占用了内存。为跟踪内存，可采用类、指针数组或链表。由于在动态内存分配中，程序员无法预先知道在给定时间内需要分配多少数据块，因此通常需要采用链表结构。

　　在嵌入式系统设计过程中，要利用数组保存内存分配的每一个块记录，在内存块释放的同时，也将该记录从数组中删除。在主循环的每次迭代之后，分配的内存块的总数目将打印出来。理想情况下，要按类型对这些内存块排序，但指向malloc（）和free（）的调用则不包含任何类型信息。内存分配的大小是最好的标识，因此成为设计工程师需要记录的信息。此外，还需要存储分配的内存块地址信息，这样，当调用释放函数时，就可以方便地定位或删除块记录。