开发者普遍关注AirUI的内存占用问题,其核心取决于LuatOS的内存分配机制。嵌入式设备内存资源有限,内存分配的合理性的是AirUI稳定运行的关键。
内存分配策略对嵌入式应用的运行稳定性至关重要,LuatOS的内存分配逻辑直接影响AirUI的内存占用表现。
本文将重点解析LuatOS的内存分配机制,说明系统如何为代码分配内存资源。

一、模组内存总体规划

LuatOS将有限的物理内存进行逻辑划分,就像把房子分成不同功能的房间。在不同的模组中RAM也不一样,具体的分配情况也不相同。

1.1 内存逻辑划分示例

我们以拥有8MB RAM的Air780EHM模组为例,根据实际测试结果:

D01模组实测NEW01.png

其内存分配大致如下图表所示:

图片

  • Lua内存: 4MB,占比50%;

  • 系统内存(sys): 3MB,占比37.5%;

  • 保留/隐藏区域: 1MB,占比12.5%。

这里约1MB的"隐藏"内存, 主要分配给了通信协议栈缓存、音频处理缓冲区、Wi-Fi缓冲区(如适用)、安全引擎缓存和DMA描述符等系统组件。

这种分配方式体现了LuatOS的设计理念——**优先保障系统核心功能的稳定运行,**然后将剩余资源分配给Lua虚拟机。

1.2 Air780EHM模组的PSRAM说明

1.1.1 物理内存构成

Air780EHM使用的是EC718HM系列芯片,该系列芯片配备了物理PSRAM。

1.1.2 内存区域映射
  • sys内存:实际在PSRAM 上,与psram是同一个东西,数据完全一样。

  • Lua内存:实际在PSRAM 上,独占一块内存。

1.1.3 内存分配关系

Air780EHM的8MB全部位于物理PSRAM上,从用户视角看到的sys/lua/保留区域,只是逻辑上的划分,物理上都在PSRAM中。psram内存区域与sys内存区域在Air780EHM上是完全相同的,只是不同的命名方式。

二、内存查询接口

在LuatOS中,rtos.meminfo() 是最核心的内存查询接口。用于获取不同类型内存(lua、sys、psram)的使用情况。

rtos.meminfo(type)

函数功能: 获取LuatOS内存信息。

参数说明: type:可选参数,字符串类型。可取值 “lua”(查询Lua虚拟机内存)、“sys”(查询系统内存)、“psram”(查询PSRAM内存);默认值为 “lua”。

简要示例:

1--rtos.meminfo()接口使用示例
2
3--查询 Lua 虚拟机内存(默认)3--
4 local total_lua, used_lua, max_used_lua = rtos.meminfo("lua")
5 log.info("Lua Memory:"
6 "Total:",total_lua / 1024, 
7 "Used:", used_lua / 1024, "KB"
8 "Peak:",max_used_lua / 1024, "KB")
9
-- 2.查询系统内存10
11 local total_sys, used_sys, max_used_sys = rtos.meminfo("sys")
12 log.info ("System Memory:"
13 "Total:",total_sys / 1024,"KB"
14 "Used:", used_sys / 1024, "KB"
15 "Peak:", max_used_sys / 1024, "KB")
16
17--3.查询PSRAM 内存(如果支持)
18 local total_psram, used_psram, max_used_psram=
rtos.meminfo("psram")
19 if total_psram and total_psram > 0 then
20    log. info ("PSRAM Memory:"
21"Total:", total_psram / 1024, "KB",
22 "Used:", used_psram / 1024, "KB"
23 "Peak:", max_used_psram / 1024, "KB")
24 end

三、内存区域与物理内存关系

不同芯片平台、固件编译配置下的内存分配和使用方式存在显著差异,首先需要理解物理内存和逻辑内存的区分。

3.1 物理内存和逻辑内存的区分

3.1.1 物理内存类型用大写的SRAM/PSRAM代表物理内存。
  • SRAM:静态随机存取存储器,访问速度快但容量较小;一定存在, 但不一定会暴露给客户使用。

  • PSRAM:外接伪静态随机存取存储器,访问速度较慢但容量较大;不一定存在, 也不一定会启用给客户使用。

注意区分SRAM和PSRAM的差异:单从硬件上说,SRAM更快但小,PSRAM慢但更大。

3.1.2 逻辑内存类型(用户可见) sys/psram/lua是LuatOS暴露给用户展示的内存分配布局。
  • 虚拟机内存(“lua”):Lua虚拟机使用的内存区域,包括Lua脚本中的变量、函数、表、字符串等。

  • 系统内存(“sys”):系统级内存区域,用于FreeRTOS任务栈、驱动缓冲区等。

  • psram内存(“psram”):专门管理的PSRAM区域,用于大容量数据缓存。

3.2 不同平台的差异

逻辑内存与物理内存的对应关系因平台而异,不同模组的差异如下:

03 不同平台差异26040901.png

以上就是LuatOS内存分配机制的核心内容,现在再回头看那位社群朋友的疑问:“AirUI这么流畅,会不会很吃内存?”相信你已经有了答案——只要内存分得巧,流畅和省内存,从来不是矛盾。

后续我们将针对Lua垃圾回收(GC)的内部工作原理,以及Zbuff、UART、MQTT等核心功能的内存使用分析,手把手教你排查内存泄漏。

今天就分享到这了

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