Partition Memory в Nucleus SE: Конфигурация, API и лучшие практики

View the RTOS Revealed series

Memory partitions были впервые представлены в нашей предыдущей статье, где мы сравнили их с конвенциональной C функцией malloc(). Партиция — это фиксированного размера блок памяти, исходящий из partition pool, предлагающий детерминированное аллоцирование и деаллоцирование, на которое задачи могут полагаться.

Использование Partitions

В Nucleus SE partition pools определяются на compile time. До 16 пулов может быть сконфигурировано на приложение. Если пулы не определены, все связанные структуры данных и API код опускаются из сборки, держа footprint минимальным.

Пул — просто непрерывная область памяти, разделенная на заданное число идентичных партиций. Приложение контролирует размер и счет каждого пула. Задачи запрашивают партицию и получают указатель на блок. Ответственность вызывающего — оставаться в пределах аллоцированных границ. Партиция может быть возвращена в пул любой задачей через deallocate API. Если пул исчерпан, вызов может вернуть ошибку или приостановить задачу, в зависимости от параметров API и build опций.

Конфигурация Memory Partitions

Количество Partition Pools

Partition pools включаются через #define директивы в nuse_config.h. Ключевой символ — NUSE_PARTITION_POOL_NUMBER, задающий счет пулов. Дефолт 0, означающий нет активных пулов. Валидные значения от 1 до 16; недействительное значение триггерит compile-time #error, генерируемый nuse_config_check.h.

Установка ненулевого значения активирует необходимые структуры данных и инициализирует их в ROM. Оно также разблокирует API enable символы, описанные ниже.

API Enables

У каждого service call есть enable макрос в nuse_config.h. Для партиций существуют следующие символы:

• NUSE_PARTITION_ALLOCATE
• NUSE_PARTITION_DEALLOCATE
• NUSE_PARTITION_POOL_INFORMATION
• NUSE_PARTITION_POOL_COUNT

По умолчанию все установлены в FALSE, вырезая реализацию из сборки. Для использования фичи установите соответствующий макрос в TRUE. Включение API пока пулы не определены (кроме NUSE_Partition_Pool_Count()) приводит к compile-time ошибке. Использование API, которое не включено, вызывает link-time ошибку.

Partition Pool Service Calls

Nucleus RTOS предлагает семь service calls для partition pools. В Nucleus SE реализованы только core allocation и deallocation APIs. Таблица ниже перечисляет каждый вызов, статус реализации и краткое описание:

Заметьте, что ни Nucleus RTOS ни SE не предоставляют reset рутину для partition pools. Этот дизайнерский выбор отражает типичные use cases, где задача аллоцирует партицию и передает её указатель другой задаче, которая в конечном счете деаллоцирует её. Сброс пула молча помечал бы все партиции как свободные, нарушая task-level контракт.

Allocation и Deallocation Services

Основные операции:

• Allocate: пометить партицию как используемую и вернуть её адрес.
• Deallocate: пометить партицию как свободную.

Nucleus RTOS Allocation API

Прототип:

STATUS NU_Allocate_Partition(NU_PARTITION_POOL *pool, VOID **return_pointer, UNSIGNED suspend); 

Возвращаемые значения включают NU_SUCCESS, NU_NO_PARTITION, NU_INVALID_POOL, NU_INVALID_POINTER, NU_INVALID_SUSPEND, NU_TIMEOUT и NU_POOL_DELETED.

Nucleus SE Allocation API

Прототип:

STATUS NUSE_Partition_Allocate(NUSE_PARTITION_POOL pool, ADDR *return_pointer, U8 suspend); 

Параметры:

• pool — индекс пула для использования.
• return_pointer — адрес аллоцированного блока.
• suspend — NUSE_NO_SUSPEND или NUSE_SUSPEND.

Коды возврата зеркалят RTOS но с префиксом NUSE_. Невалидные suspend запросы из non-task тредов или когда blocking APIs отключены производят NUSE_INVALID_SUSPEND.

Для полного walkthrough реализации смотрите последующие статьи в серии RTOS Revealed.