AM801F FI820 AC800F模

     当前，绝大多数嵌入式平台上的软件都采用C语言编写。除了代码简洁、运行高效之外，灵活操作内存的能力更是C语言的重要特色。然而，不恰当的内存操作通常也是错误的根源之一。如“内存泄漏” ——不能正确地释放已分配的动态内存，就是一种非常难于检测的存错误。持续的内存泄漏会使程序性能下降到最终完全不能运行，进而影响到所有其它有动态内存需求的程序，在某些相对简单的嵌入式平台上甚至会妨碍操作系统的运转。再如“写内存越界”，一种不合法的写内存操作，极可能破坏到本程序中正在使用的其它数据，严重的时候还可能对其它正在运行的程序甚至整个系统造成影响。为此，本文介绍一个增强的、可定制的动态内存管理模块（以下不妨简称Fense），在 C语言提供的内存分配函数基础上，增加了对动态内存的管理功能；能记录软件运行过程中出现的内存泄漏信息，同时也具一定的监测内存操作的能力；可以发现绝大多数对动态内存的写越界错误。

;  1 Fense的设计原理

 

     Fense 通过设立一个双向链表（struct Head *stHead）来保存所有被分配的动态内存块的信息。链表中的每个节点对应一个动态内存块，节点中包括此内存大小、分配发生时所在的源文件名和行号以及被释放的时候，Fense又从st_Head中删除之，检查st_Head中的节点即可得到未被释放的本节点的数值校验和等。Fense将每一个分配的动态内存块插入到链表st_Head中；当此内存放内存块信息。链表节点结构定义如下：

 

     struct Head{

     char file; /分配所在源文件名*/

     unsigned long line;

     size_t size;

     int checksum;

     struct Head prev,next;

     }；

     

     struct Head *st_Head=NULL；

   

     为了检测写越界的错误，Fense在用户申请的内存前后各增加了一定大小的内存作为监测区域，并初始化成预定值。这样，当程序发生越界写操作时，预定值就会发生改变，Fense即可检测到错误。

 

     通过Fense分配到的动态内存结构如图1所示。由此可知，Fense_Malloc(Fense的内存分配函数)返回给用户的指针ptr指向的是用户申请内存区域的起始位置。链表节点、前/后监测区域均为Fense内部使用，是用户不可见的。

动态内存结构

 

     2 用户定制选项

 

     Fense有5组宏定义提供给用户对功能进行定制。各组选项控制意义如下：

 

     WARN_ON_ZERO_MALLOC 用户申请零分配空间时警告信息；

     FILL_ON_MALLOC 分配时初始化内存块；

     FILL_ON_MALLOC_VAL 分配初始化时的预设值；

     FILL_ON_FREE 释放时填充内存块；

     FILL_ON_FREE_VAL 释放时填充内存块的预设值。

     以上4个选项的主要功能是初始化刚分配到的内存和刚被释放的内存为预设值，尽可能地避免出现因使用未初始经的内存而引发的错误。

 

     FENSE_FRONT_SIZE 定义前监测区域大小；

     FENSE_FRONT_VAL 定义前监测区域的预设值；

     FENSE_END_SIZE 定义后监测区域大小；

     FENSE_END_VAL 定义后监测工域的预设值。

 

     在Fense 工作过程中，对内存越界写操作的检验是通过比较监测区域的当前值与本监测区域的预设值来确定的。显然不能排除这样一种可能：即发生在监测区域的越界写操

作写入的数值与监测区域的预设值恰好相同，此时，Fense无法发现错误的发生。对于这种情况，用户可以通过更改监测区域预设值（FENSE_FRONT_VAL和FENSE_END_VAL）和监测区域大小（FENSE_FRONT_SIZE和FENSE_END_SIZE）为多组不同的值来反复测试，这样就可以大幅度地提高监测的准确性。

 

     VALIDATE_FREE ，free是检查本内存块是否在链表中；

     CHECK_ALL_MEMORY_ON_FREE ，free时检查链表中的所有内存块。

 

     由于存在这样一种情况：对内存块A的写操作出现了越界错误，写到了另一内存块B的区域内。此时，仅仅检查内存块A的有效性就无法发现问题，如果同时检查所有的动态内存块，则有可能发现错误所在。以上选项即为此而设。

1756-OW16I

1756-PA72

1756-TBCH

1783-MS10T

1783-MX08T

1783-SFP100FX

1784-CF64

EI813F

FI830F

S72401-NA

140ACO13000

140NOE77101

520422000

990NAD23000

MA-0185-100

MA-0186-100

1746-0W16

1762-IF2OF2

1FT5071-0AF71-1

1FT5102-0AG71-1

51403776-100

140CPU11302

TWDLCAA40DRF

79800D

A06B-0123-B075#7000

1746-OW16

：A02B-0259-B501

6SN1145-1BA01-0BA2

SON BTY801P-FBC

AI810

AO810V2

CI840

DI810

DO810

DO815

EI803F

EI813F

FI820F

RLM01

SA801F

SA811F

SD802F

SD822

TU810V1

TU847

1762-IF2OF2

1762-OW16

PS10-2T2-DD1-AD3

IC660BBA020

KJ3001X1-CA1

KJ3002X1-BC1

CIMR-M5N2015

A02B-0228-B502

A06B-6102-H245#H520

ASX-16C

ATS48C11Q

ATS48C14Q

PD63F160

FOS79800D-000

83480A

83485A

86100A

86103A

86105A

86105C-OPT200

DPS-250AB-47A

3503E

LC82*8

MAC2

VM1

MVME167PA-34SE

HDS02.2-W040N-HS32-01-FW

3700A

6ES7 633-2BF02-0AE3

1C31132G01 1C31129G04

1756-0W16

1756-DNB

1756-IB32

1756-L61

CAT-140-MN-1000

6EP1436-1SH01 升级替代型号 6EP1436-3BA00 DC 24V 20

A0810

140ACI04000

140ACO13000

140CPS11420

140CPU53414B

140CRA93100

140CRP93100

140DDI35300

140DDO35300

140NOE77101

140XBP01600

CHDQB50-75DM

 EV2000-4T0150P

EV2000-4T0220P

MDD112D-N030-N2M-130GA0

ACS800-01-0020-3

ACS800-01-0025-3

ACS800-01-0060-3

ACS800-01-0070-3

ACS800-01-0100-3

ACS800-01-0120-3

3V4150

3V4160

140CHS11000

140CPS11100

140CPS11420

140CPS12420

140CPU43412A

140CRA93200

140CRP93200

140DDI35300

140DDI84100

140DRA84000

140NOE77101

1203-CN1

1746-A10

1746IM16

1746OW16

1747-L542

1756 L55

1756-BA2

1756-IF16

1756-OB16I

1756OB32

1756-OF8

1761-L20BWA-5A

2711P-T6C20D

140CRA93200

140CRP93200

MDD112D-N-030-N2M-130GB0

OKYM 6W 21

 A20B-3900-0042

140ACI04000

140ACO13000

DPR250

A20B-3900-0042

140CPU11303

490NRP95400

GMI-S13

AO810

MT4414T

MT4424T

EV2000-4T0150P

EV2000-4T0220P

140DDI35300

140DDO35300

140NOE77110

ES50

6ES7 331-7RD00-0AB0

ADVANTAG 9100

6NH9720-3AA00

A03B-0819-C161

WH5-2FF

L5201-2-02

31C015-503-4

MM05C-503-00

MVME5500-0161

ARTMO-250VE2T8PCN

DSAI 130D

DSAO 120A

DSBC 176

SGMAH-01AAA21

IC697MDL740E

ADAM-5017

ADAM-5050

ADAM-5510

140CRA 93100

1756L55M22

3503E

3700A

MPL-A320H-HJ22AA

DKCXX.3-100-7

PS4-201-MM1

E4809-770-069A

MVME167PA-34SE

HE100S

6FX1115-0AA02

6FX1123-7AA02

6FX1125-1AA01

6FC3988-7AF01

1756-OW16I

1756-TBCH/A

CACR-IR151515EB

SDCSPOW-1

PSSI  CPU  302060

PSSI DI20T 302112