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STM32内存和堆栈

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 楼主| 发表于 2024-6-3 16:54 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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内存基本构成
①  可编程内存在基本上分为这样的几大部分:静态存储区、堆区和栈区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不同。
②  静态存储区:内存在程序编译的时候就已经分配好了,这块内存在程序的整个运行期间都存在。它主要存放静态变量、全局变量和常量。
③  栈区:在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率高,但是分配的内存容量有限。栈空间用于局部变量、函数调用、函数的参数等。
④  堆区:亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存,程序员自己负责在适当的时候用free或delete释放内存,动态内存的生存期可以由我们决定,如果我们不释放内存,程序将在最后才释放动态内存。但是,良好的编程习惯是:如果某动态内存不在使用,需要将其释放掉,否则,我们认为发生了内存泄漏现象。(从内存区域的起始地址开始分配给各个全局变量和静态变量:0x200000004)
% X  b) a/ D4 }% g# B7 g; b
按照这个说法,在startup_stm32f10x_hd文件里面设置了:
Heap_Size     EQU  0x00000000
& n. R. O$ E$ W! A& [6 ^, E
也就是没有任何动态内除分配。
这样,内存=静态存储区+栈区
不存在堆!!!!!
因为没有用malloc来动态分配内存,所以提到的一切堆区,其实就是静态内存区。

8 @" X8 ?! s% H# x" A9 ~
另外,经过测试,确实是这样。
STM32的内存分配,应该分为两种情况:
1、使用了系统的malloc;
2、未使用系统的malloc。

4 h1 U/ K8 o+ ~, v
第一种情况(使用malloc)
STM32的内存分配规律:从0x20000000开始依次为:静态存储区+堆区+栈区;

" p8 Y2 N! T  k9 ^, Q
第二种情况(不使用malloc)
STM32的内存分配规律:从0x20000000开始依次为:静态存储区+栈区;
1 k3 ?4 J- {: c6 f+ j
第二种情况不存在堆区
所以,一般对于开发板历程,实际上,没有所谓的堆区的概念,而仅仅是:静态存储区+栈区。无论哪种情况,所有的全局变量,包括静态变量之类的,全部存储在静态存储区。紧跟静态存储区之后的,是堆区(如没使用到malloc,则没有该区),之后是栈区。
此博文借鉴了原子哥的,发表此篇以此记录

. p$ T1 v0 }# R
补充知识:C语言
(1)栈区(stack):由编译器自动分配和释放,存放函数的参数值、局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构中的栈。(切记不要在函数里面放N多局部变量,尤其是大数组)
(2)堆区(heap):一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时可能由操作系统回收,分配的方式类似于数据结构中的链表。
(3)全局区(静态区)(static):全局变量和静态变量的存储是放在一起的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域;未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统自动释放。
(4)文字常量区:常量字符串就是存放在这里的;
(5)程序代码区(ROM):存放函数体的二进制代码。
(6)堆是向上增长,栈是向下增长。

4 U7 i# [/ [2 Y
//STM32查找栈增长方向,结果保存在stack_dir里面( K( F; ]6 e0 z2 g
//0,向下增长;1,向上增长.( p+ V# ^' T* r- {- F1 S2 Q# v
staticu8 stack_dir;$ N# J# _# L  o4 i6 o& n' _! W

$ E) @, Q' }+ ]//查找栈增长方向,结果保存在stack_dir里面.
6 z4 }0 s' ], ]  s6 s0 hvoidfind_stack_direction(void)
8 {# p9 y* G: F{
3 M. \# N' D% ~( z. [2 W3 Z2 F   static u8 *addr=NULL; //用于存放第一个dummy的地址。7 l  G* F2 N  G0 T( \
   u8dummy;              //用于获取栈地址 5 q; Q( F$ X, d8 g
   if(addr==NULL)    //第一次进入
! C2 h2 K7 B$ ]5 i0 ~- }   {                          
0 ~" e# K' ?5 L+ f1 [! D       addr=&dummy;     //保存dummy的地址/ s7 y, K: S: F  @0 L
       find_stack_direction ();  //递归
  k( o3 L$ ]2 I/ i+ N- a' v5 [* y; T   }else               //第二次进入 ! x3 E/ R  g' p! u- X, g' h
{  
* Q; [( d! ?9 V) b       if(&dummy>addr)stack_dir=1; //第二次dummy的地址大于第一次dummy,那么说明栈增长方向是向上的.
. l  |7 c- d6 W5 C       else stack_dir=0;          //第二次dummy的地址小于第一次dummy,那么说明栈增长方向是向下的.  ' B0 j' D$ g. P
}
8 L( R7 i0 f/ X( A. ]}
一般CPU的栈增长方向都是向下的
2 x0 F! C8 o1 a3 g2 y1 p
大端模式:低位字节存在高地址上,高位字节存在低地址上
& s8 R- e9 B1 W! S- S  x, A小端模式:高位字节存在高地址上,低位字节存在低地址上
//CPU到底是大端还是小端,可以通过如下代码测试:
3 U; S7 A3 Q- A' [) N2 i1 J//CPU大小端
6 I$ v1 {# g6 q3 x: v  Y//0,小端模式;1,大端模式.
5 z. K- G) O; {0 Nstatic u8 cpu_endian;
4 ~7 Y/ T7 A7 r6 k4 F; M# U5 F  a2 A  ~* h+ `1 a; B: T4 P/ H$ F
//获取CPU大小端模式,结果保存在cpu_endian里面
% z" S7 M% C$ V; z& @! t, kvoid find_cpu_endian(void)& ^) k7 a0 d0 G, V
{ ( F  T  b- Q7 B. T0 v. Q3 _
int x=1;; B. V, F0 P5 T; q2 N) D  t
if(*(char*)&x==1)cpu_endian=0; //小端模式 ' m( G5 D. v4 k: N) ^, h
else cpu_endian=1;    //大端模式  ) S2 J  |$ G+ H$ n) ?* ]& Q
}) C: j7 t5 T: s+ T* g2 u3 U, p
//以上测试,在STM32上,你会得到cpu_endian=0,也就是小端模式.

+ Q1 _7 {3 m' k: f
( T" H7 ]1 }5 a/ n
/ l) x2 ~$ C" p0 R" R
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