[發明專利]基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統的內存管理器及管理方法

有效

• 申請號: 201310339761.5
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103389947A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 陳興林;劉川;史新妍;李慧璐;王偉峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明涉及基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統的內存管理器及管理方法，屬于光刻機工作臺控制系統的內存管理技術領域。

背景技術

VxWorks操作系統是一款嵌入式實時操作系統，其內存管理是一個重要的研究課題，也是在工程實際應用中要解決的一個難題。傳統的內存管理方法有最先匹配法、伙伴算法、一次分配多次使用算法等。其中，最先匹配算法是通過兩個鏈表來管理內存，無論內存是分配還是回收的時間都和鏈表的長度成正比，時間上的不確定，限制了最先匹配法在實時系統中的使用；伙伴算法會因為一小塊內存影響兩塊內存的合并，出現較多的碎片，而且內存塊的大小必須是2ⁿ，因此內存的使用效率也比較低；一次分配多次使用算法，雖然很好的解決了最先匹配算法和伙伴算法的分配和釋放的速度問題，滿足實時性的要求，但是其不能拆分和合并相鄰的內存塊，因此也會產生大量的碎片。系統內存中過多的碎片，會影響系統的正常運行，特別是在嵌入式實時系統中，還會影響到系統的穩定性和實時性。

因此，在基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統中，采用上述內存管理方法，造成了控制系統中的碎片過多，影響系統的正常運行，并使系統的實時性和穩定性差。

發明內容

本發明是為了解決現有基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統的內存管理方法由于會產生大量的碎片，而影響系統正常運行的問題，提供了一種基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統的內存管理器及管理方法。

本發明所述基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統的內存管理器，它包括：

用于初始化光刻機雙工件臺控制系統內存的初始化裝置；

用于對光刻機雙工件臺控制系統內存進行分配的內存分配裝置；

用于對光刻機雙工件臺控制系統內存進行管理的內存釋放裝置。

所述初始化裝置包括：

用于存儲光刻機雙工件臺的運動軌跡和控制系統的所有參數的裝置；

用于將光刻機雙工件臺控制系統內存劃分為三個內存區的系統函數裝置，所述三個內存區為系統內核內存區、可調整的內存區和堆內存區，三個內存區分別被分為大小不等的內存塊隊列；所述系統內核內存區包括：用于禁止用戶訪問系統內核內存區并對系統內核內存區進行保護的裝置；

用于根據控制系統應用情況建立相應任務，自動調整控制系統內存，并初始化相應控制系統內存區域的裝置；或者用戶根據實際情況，手動輸入相應的參數，進行內存初始化的裝置；

用于連接控制系統內存的順序物理內存的兩個鏈表；

用于通過一個位圖來指定控制系統內存中第一塊空閑位置的裝置；

用于自動調整內存空間任務的裝置；

用于手動調整內存空間任務的裝置；

用于根據當前的參數初始化全局變量MemPart，利用接口函數memInit()完成控制系統內存的初始化的接口函數裝置；

該接口函數裝置包括：通過數據結構MEM_PART來組織內存塊隊列MEM_BLOCK和MEM_BLOCK_HEAD的裝置。

所述內存分配裝置包括：

利用接口函數memMalloc(UNIT32size)查找比size大的內存隊列，并查看該內存隊列是否有剩余內存塊，當有剩余內存塊時，繼續查看剩余內存大小是否能夠拆分，當能拆分時，將拆分下來的內存塊插入相應的隊列，當不能拆分時，將整個剩余內存塊進行分配；當沒有剩余內存塊，則向下繼續查找，找到不經常使用的內存隊列，最終分配結束，再更新內存隊列頭中的變量的接口函數裝置。

所述內存釋放裝置包括：

利用接口函數memFree(void*pBuf)，通過pBuf指向的內存空間減去固定內存塊的頭結構大小sizeof(MEM_BLOCK)，得到指向此固定內存塊的結構指針，從而直接在常數級的時間內在已分配鏈表上找到此內存塊結構；然后在順序鏈表上查看前一個或后一個固定內存塊是否與當前欲回收內存塊塊號相等且空閑，如果是，就合并該兩個內存塊為一個大的內存塊，掛到相應的內存塊隊列上；如果否，則將當前欲回收內存塊結構插入到相應內存塊隊列的隊尾，完成內存釋放的接口函數裝置。

基于VxWorks的光刻機雙工件臺控制系統的內存管理方法，它包括：

用于初始化光刻機雙工件臺控制系統內存的初始化步驟；

用于對光刻機雙工件臺控制系統內存進行分配的內存分配步驟；

用于對光刻機雙工件臺控制系統內存進行管理的內存釋放步驟。

所述初始化步驟包括：