Linked Lists 🔗로 메모리 관리 기술을 향상시키세요.

Embedded C에서 메모리 관리는 소프트웨어 개발에서 마스터하기 가장 어려운 것 중 하나였습니다. 나는 버퍼 크기와 공유 메모리에 대한 액세스를 파악하려고 끊임없이 노력했습니다.

"Embedded Linked Lists"에 대해 알기 전까지! 그들은 진정한 게임 체인저였습니다!

연결된 목록

시작하기 전에 Wikipedia에서 약간의 복습이 있습니다(더 "C와 같은"소리를 내기 위해 몇 가지 변경 사항 포함).

A linked list [is a struct with] two fields: a value and a [pointer] to the next node. The last node is linked to [NULL] used to signify the end of the list.

Linked List는 미리 할당된 큰 메모리 블록이 필요하지 않다는 큰 이점이 있습니다. 대신 Linked List는 다음과 같을 수 있습니다.

메모리 위치에 분산됨

동적으로 할당됨

그러나 Embedded C에서 자주 사용되는 정적 메모리에서도 연결 목록은 매우 유용합니다.

간단한 HTTP 클라이언트

예를 들어 한 번에 하나의 요청만 수행할 수 있으므로 보류 중인 요청을 대기열에 넣어야 하는 HTTP 클라이언트를 살펴보겠습니다.

그러나: 대기열이 얼마나 길어야 합니까? 🤔
입력: 연결된 목록! 💡

// http_client.h

/**
 * Do a HTTP GET on the given request
 *
 * Params:
 * - new_request: A struct with the Request data
 *   (URL, custom header fields, etc)
 *
 * Returns:
 * - 0 if the request was accepted and started immediately 
 * - 1 if the request was queued
 * - < 0 on error
 */
int http_get(struct http_request *new_request);

연결된 목록을 struct http_request에 포함

Embedded C에서 연결 목록을 사용하는 요령은 포인터를 구조체 내부의 다음 노드에 두는 것입니다. 그런 식으로 애플리케이션은 메모리 관리를 처리해야 하며 더 이상 HTTP 클라이언트 측에서 추측하지 않아도 됩니다. 🙌

// http_client.h

/** 
 * A struct that contains all the data 
 * for the HTTP request such as the URL 
 */
struct http_request {
    /** A pointer to the next HTTP request to perform */
    struct http_request *next_request;

    /** The URL to GET */
    char *url;
    // ...
    // Other field omitted for brevity
};

http_get에서 요청 목록 처리

HTTP 클라이언트 내에서 목록 시작에 대한 참조를 유지하고 모든 새 요청을 목록 끝에 추가하기만 하면 됩니다.

// http_client.c

/** 
 * A pointer to the current HTTP request or NULL if 
 * no request is pending
 */
static struct http_request *current_request = NULL;

int http_get(struct http_request *new_request) {
    // Check if we have an ongoing HTTP request
    if(NULL != current_request) {
        // We have a request ongoing and will add the
        // new request to the end of the list
        struct http_request *req = current_request;
        while(NULL != req->next_request) {
            req = req->next_request;
        }
        req->next_request = new_request
    } else {
        // No ongoing HTTP request, can start with current_request
    }
}

현재 요청이 완료되면 모든 요청이 완료될 때까지 목록에서 다음 항목을 가져옵니다.

// http_client.c

int http_get(struct http_request *new_request) {
    // ...

    // Finished current HTTP request,
    // check if there is another one queued
    current_request = current_request->next_request;
    if(NULL != current_request) {
        // Have an HTTP request queued, start with it now
    }
}

결론

그리고 그게 다야. 이 간단하지만 효과적인 방법을 사용하면 메모리 오버헤드 없이 강력한 대기열 메커니즘을 작성할 수 있습니다.
임베디드 운영 체제에서 연결된 목록의 실제 사용에 관심이 있는 경우 예를 들어 Contiki OS 및 Contiki-NG에서 찾을 수 있습니다. Zephyr 코드 기반을 더 잘 알고 있다면 거기도 윙크하는 얼굴)

여기까지 해주셔서 감사합니다! 여기에서 무언가를 배웠다면 여기에서 더 많은 IoT 및 임베디드 소프트웨어 개발 콘텐츠를 보려면 저를 팔로우하고 ! 👋

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