LuatOS内存划分与查询接口

上一篇我们讲解了RAM基础知识及Lua虚拟机的内存模型，明确了字符串拼接和哈希表的内存占用特点。本文将聚焦LuatOS的内存分配机制，详细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：

其内存分配大致如下图表所示：

• 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：

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。

合宙LuatOS提供一站式物联网高效解决方案，集成高速通信、外设驱动、UI交互及视觉处理，助力行业客户快速落地产品，同时实现极致低功耗——相较于传统的“串口屏+DTU方案”或安卓方案，功耗减半，成本不足三分之一。

更多开发资料，详见合宙资料中心：