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        STM32 堆和棧

        作者:未知   來源:不詳   點擊數:  更新時間:2014年07月29日   【字體:
        關于堆和棧已經是程序員的一個月經話題,大部分有是基于os層來聊的。
         
         
        那么,在赤裸裸的單片機下的堆和棧是什么樣的分布呢?以下是網摘:
         
         
         
         
         
        剛接手STM32時,你只編寫一個
         
        int main()
         
        {
         
        while(1);
         
        }
         
        BUILD://Program Size: Code=340 RO-data=252 RW-data=0 ZI-data=1632 
         
        編譯后,就會發現這么個程序已用了1600多的RAM,要是在51單片機上,會心疼死了,這1600多的RAM跑哪兒去了,
         
        分析map,你會發現是堆和棧占用的,在startup_stm32f10x_md.s文件中,它的前面幾行就有以上定義,
         
        這下該明白了吧。
         
         
         
        Stack_Size   EQU   0x00000400
         
        Heap_Size   EQU   0x00000200
         
         
         
        以下引用網上資料 理解堆和棧的區別
         
        (1)棧區(stack):由編譯器自動分配和釋放,存放函數的參數值、局部變量的值等,其操作方式類似
         
        于數據結構中的棧。
         
        (2)堆區(heap):一般由程序員分配和釋放,若程序員不釋放,程序結束時可能由操作系統回收。分配
         
        方式類似于數據結構中的鏈表。
         
        (3)全局區(靜態區)(static):全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的,初始化的全局變量和靜態
         
        變量在一塊區域,未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另一塊區域。程序結束后由系
         
        統自動釋放。
         
        (4)文字常量區:常量字符串就是存放在這里的。
         
        (5)程序代碼區:存放函數體的二進制代碼。
         
        例如:
         
        int a=0;   //全局初始化區
         
        char *p1;   //全局未初始化區
         
        main()
         
        {
         
        int b;   //棧
         
        char s[]="abc";   //棧
         
        char *p3= "1234567";   //在文字常量區Flash
         
        static int c =0 ;   //靜態初始化區
         
        p1= (char *)malloc(10);   //堆區
         
        strcpy(p1,"123456");   //"123456"放在常量區
         
        }
         
        所以堆和棧的區別:
         
        stack的空間由操作系統自動分配/釋放,heap上的空間手動分配/釋放。
         
        stack的空間有限,heap是很大的自由存儲區。
         
        程序在編譯期和函數分配內存都是在棧上進行,且程序運行中函數調用時參數的傳遞也是在棧上進行。
         
         
         
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------
         
        1.堆和棧大小
         
        定義大小在startup_stm32f2xx.s
         
        Stack_Size  EQU  0x00000400
         
        AREA  STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 
        Stack_Mem  SPACE  Stack_Size 
        __initial_sp
         
        ; Heap Configuration 
        ;  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8> 
        ;
         
        Heap_Size  EQU  0x00000200
         
        AREA  HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 
        __heap_base
         
        2.堆和棧位置
         
        通過MAP文件可知
         
        HEAP  0x200106f8  Section  512  startup_stm32f2xx.o(HEAP) 
        STACK  0x200108f8  Section  1024  startup_stm32f2xx.o(STACK)
         
        __heap_base  0x200106f8  Data  0  startup_stm32f2xx.o(HEAP) 
        __heap_limit  0x200108f8  Data  0  startup_stm32f2xx.o(HEAP) 
        __initial_sp  0x20010cf8  Data  0  startup_stm32f2xx.o(STACK)
         
        顯然 Cortex-m3資料可知:__initial_sp是堆棧指針,它就是FLASH的0x8000000地址前面4個字節(它根據堆棧大小,由編譯器自動生成)
         
        顯然堆和棧是相鄰的。
         
         
         
        3.堆和?臻g分配
         
        棧:向低地址擴展
         
        堆:向高地址擴展
         
        顯然如果依次定義變量
         
        先定義的棧變量的內存地址比后定義的棧變量的內存地址要大
         
        先定義的堆變量的內存地址比后定義的堆變量的內存地址要小
         
        4.堆和棧變量
         
        棧:臨時變量,退出該作用域就會自動釋放
         
        堆:malloc變量,通過free函數釋放
         
        另外:堆棧溢出,編譯不會提示,需要注意
         
         
         
         
         
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------
         
         
         
        如果使用了HEAP,則必須設置HEAP大小。 
        如果是STACK,可以設置為0,不影響程序運行。 
        IAR STM8定義STACK,是預先在RAM尾端分配一個字節的區域作為堆棧預留區域。 
        當程序靜態變量,全局變量,或者堆與預留堆棧區域有沖突,編譯器連接的時候就會報錯。 
        你可以吧STACK設置為0,并不影響運行。(會影響調試,調試會報堆棧溢出警告)。 
        其實沒必要這么做。 
        一般程序,(在允許范圍內)設置多少STACK,并不影響程序真實使用的RAM大小, 
        (可以試驗,把STACK設置多少,編譯出來的HEX文件都是一樣), 
        程序還是按照它原本的狀態使用RAM,把STACK設置為0,并不是真實地減少RAM使用。 
        僅僅是欺騙一下編譯器,讓程序表面上看起來少用了RAM。 
        而設置一定size的STACK,也并不是真的就多使用了RAM,只是讓編譯器幫你 
        檢查一下,是否能夠保證有size大小的RAM沒有被占用,可以用來作為堆棧。 
        以上僅針對IAR STM8.
         
         
         
        ------------------------------------------------------------------------------------------------------
         
         
         
        從以上網摘來看單片機的堆和棧是分配在RAM里的,有可能是內部也有可能是外部,可以讀寫;
         
         
         
        棧:存函數的臨時變量,即局部變量,函數返回時隨時有可能被其他函數棧用。所以棧是一種分時輪流使用的存儲區,
         
              編譯器里定義的Stack_Size,是為了限定函數的局部數據活動的范圍,操過這么范圍有可以跑飛,也就是棧溢出;
         
             Stack_Size不影響Hex,更不影響Hex怎么運行的,只是在Debug調試時會提示錯。棧溢出也有是超過了國界進行
         
             活動,只要老外沒有意見,你可以接著玩,有老外不讓你玩,你就的得死,或是大家都死(互相撕殺),有的人寫
         
            單片機代碼在函數里定義一個大數組 int buf[8192],棧要是小于8192是會死的很慘。
         
         
         
        堆:存的是全局變量,這變量理論上是所有函數都可以訪問的,全局變量有的有初始值,但這個值不是存在RAM里的,是
         
             存在Hex里,下載到Flash里,上電由代碼(編譯器生成的匯編代碼)搬過去的。有的人很“霸道”,上電就霸占已一塊很
         
            大的RAM(Heap_Size),作為己有(malloc_init),別人用只能通過他們管家借(malloc),用完還得換(free)。所以  
         
            一旦有“霸道”的人出現是編譯器里必須定義Heap_Size,否則和他管家借也沒有用。
         
         
         
        總之:堆和棧有存在RAM里,他兩各分多少看函數需求,但是他兩的總值不能超過單片機硬件的實際RAM尺寸,否則只能
         
             到海里玩(淹死了)或是自己打造船接著玩(外擴RAM)。
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