在内核初始化的时候，会调用mem_init()函数进行内存堆的初始化，内存堆初始化主要的过程就是对上述所属的内存堆组织结构进行初始化，主要设置内存堆的起始地址，以及初始化空闲列表。根据用户配置的宏定义进行相关处室，配置不同其实现也不同（可能为空），该函数源码具体见代码清单 5-10。 ``` 1 void 2 mem_init(void) 3 { 4 struct mem *mem; 5 6 LWIP_ASSERT("Sanity check alignment", 7 (SIZEOF_STRUCT_MEM & (MEM_ALIGNMENT - 1)) == 0); 8 9 /* align the heap */ 10 ram = (u8_t *)LWIP_MEM_ALIGN(LWIP_RAM_HEAP_POINTER); (1) 11 /* initialize the start of the heap */ 12 mem = (struct mem *)(void *)ram; (2) 13 mem->next = MEM_SIZE_ALIGNED; (3) 14 mem->prev = 0; (4) 15 mem->used = 0; (5) 16 /* initialize the end of the heap */ 17 ram_end = ptr_to_mem(MEM_SIZE_ALIGNED); (6) 18 ram_end->used = 1; (7) 19 ram_end->next = MEM_SIZE_ALIGNED; 20 ram_end->prev = MEM_SIZE_ALIGNED; 21 MEM_SANITY(); 22 23 /* initialize the lowest-free pointer to the start of the heap */ 24 lfree = (struct mem *)(void *)ram; (8) 25 26 MEM_STATS_AVAIL(avail, MEM_SIZE_ALIGNED); 27 28 if (sys_mutex_new(&mem_mutex) != ERR_OK) (9) 29 { 30 LWIP_ASSERT("failed to create mem_mutex", 0); 31 } 32 } ``` * (1)：内存堆空间对齐，LWIP_RAM_HEAP_POINTER宏定义就是ram_mem，内存堆对齐后的起始地址被记录在ram中。 * (2)：在内存堆起始位置放置一个mem类型的结构体，因为初始化后的内存堆就是一个大的空闲内存块，每个空闲内存块的前面都需要放置一个mem结构体。 * (3)：下一个内存块的偏移量为MEM_SIZE_ALIGNED，这相对于直接到内存堆的结束地址了。 * (4)：上一个内存块为空。 * (5)：标记未被使用。 * (6)：指针移动到内存堆末尾的位置，并且在那里放置一个mem类型的结构体，并初始化表示内存堆结束的内存块。 * (7)：标记已经使用了该内存块，因为结束的地方是没有内存块的，不能被分配出去，只能表示已经使用。同时mem结构体的next与prev字段都指向自身，此处仅表示已经到了内存堆的结束的地方，并无内存可以分配。 * (8)：空闲内存块链表指针指向内存堆的起始地址，因为当前只有一个内存块。 * (9)：创建一个内存堆分配时候使用的互斥量，如果是无操作系统的情况，该语句等效于空。 经过mem_init()函数后，内存堆会被初始化为两个内存块，第一个内存块的大小就是整个内存堆的大小，而第二个内存块就是介绍内存块，其大小为0，并且被标记为已使用状态，无法进行分配。值得注意的是，系统在运行的时候，随着内存的分配与释放，lfree指针的指向地址不断改变，都指向内存堆中低地址空闲内存块，而ram_end则不会改变，它指向系统中最后一个内存块，也就是内存堆的结束地址。初始化完成的示意图具体见图 5-4。