FreeRTOS内存管理概念
FreeRTOS是一个实时操作系统，它提供了丰富的内存管理机制，以适应不同的应用场景。内存管理在FreeRTOS中非常重要，因为它涉及到任务、队列、信号量等的创建和管理，这些操作都需要内存分配和释放。FreeRTOS的内存管理可以分为静态内存分配和动态内存分配两种方式。
静态内存分配（Static Memory Allocation）
静态内存分配是指在编译时就为任务和内核对象（如队列、信号量等）分配固定的内存。这种方式可以减少内存碎片化，提高系统的可靠性，但是它需要在系统设计时就确定好各个任务和对象所需的内存大小。
动态内存分配（Dynamic Memory Allocation）
动态内存分配则是在程序运行过程中根据需要动态地分配或回收内存。这种方式更加灵活，可以根据实际需要分配内存，但是需要更谨慎地管理内存，以避免内存泄漏和碎片化。
内存管理方案详解
FreeRTOS提供了多种内存管理方案，包括heap_1、heap_2、heap_3、heap_4和heap_5。这些方案都是从内存堆中分配内存的，其中heap_1到heap_4是连续内存堆，而heap_5支持非连续内存堆。
heap_1.c
heap_1.c是最基础的内存管理方案，它使用一个静态数组作为内存堆，并通过链表管理空闲内存块。它的优点是简单，但是它不支持内存碎片的合并。
heap_2.c
heap_2.c在heap_1的基础上进行了优化，支持内存碎片的合并，提高了内存利用率。
heap_3.c
heap_3.c封装了C标准库中的malloc()和free()函数，使得FreeRTOS可以在支持标准C库的系统上运行。
heap_4.c
heap_4.c是heap_2的优化版本，它使用两个链表，一个用于管理小内存块，一个用于管理大内存块，这样可以更快地找到合适大小的内存块。
heap_5.c
heap_5.c支持管理多个非连续内存区域，适用于内存地址不连续的场景。用户需要手动指定内存区域的信息，并对其进行初始化。
代码示例
下面是一个使用heap_1.c方案的简单示例：
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
// 定义内存堆的大小
#define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(10 * 1024))
// 内存堆
static uint8_t ucHeap[configTOTAL_HEAP_SIZE];
// 内存申请
void *pvPortMalloc(size_t xWantedSize) {
// 实现省略，具体实现可以参考FreeRTOS的源码
}
// 内存释放
void vPortFree(void *pv) {
// 实现省略，具体实现可以参考FreeRTOS的源码
}
int main(void) {
// 初始化内存堆
vPortInitialiseBlocks(ucHeap, configTOTAL_HEAP_SIZE);
// 申请内存
void *p = pvPortMalloc(20);
// 使用内存...
// 释放内存
vPortFree(p);
while(1) {
// 主循环
}
}
在这个示例中，我们定义了一个大小为10KB的内存堆，并使用pvPortMalloc函数申请了20字节的内存。使用完毕后，我们使用vPortFree函数释放了内存。具体的内存管理函数实现可以参考FreeRTOS的源码。
