一、C语言内存分区
C语言内存分区示意图如下:
1. 栈区
栈区介绍
栈区由编译器自动分配释放,由操作系统自动管理,无须手动管理。
栈区上的内容只在函数范围内存在,当函数运行结束,这些内容也会自动被销毁。
栈区按内存地址由高到低方向生长,其最大大小由编译时确定,速度快,但自由性差,最大空间不大。
栈区是先进后出原则,即先进去的被堵在屋里的最里面,后进去的在门口,释放的时候门口的先出去。
存放内容
临时创建的局部变量和const定义的局部变量存放在栈区。
函数调用和返回时,其入口参数和返回值存放在栈区。
2. 堆区
堆区介绍
堆区由程序员分配内存和释放。
堆区按内存地址由低到高方向生长,其大小由系统内存/虚拟内存上限决定,速度较慢,但自由性大,可用空间大。
调用函数
用malloc等函数实现动态分布内存。
void *malloc(size_t);
参数size_t是分配的字节大小。
返回值是一个void*型的指针,该指针指向分配空间的首地址。
(void *型指针可以任意转换为其他类型的指针)
用free函数进行内存释放,否则会造成内存泄漏。
void free(void * /*ptr*/);
参数是开辟的内存的首地址。
3. 全局(静态)区
全局(静态)区介绍
通常是用于那些在编译期间就能确定存储大小的变量的存储区,但它用于的是在整个程序运行期间都可见的全局变量和静态变量。
全局区有 .bss段 和 .data段组成,可读可写。
.bss段
未初始化的全局变量和未初始化的静态变量存放在.bss段。
初始化为0的全局变量和初始化为0的静态变量存放在.bss段。
.bss段不占用可执行文件空间,其内容由操作系统初始化。
.data段
已初始化的全局变量存放在.data段。
已初始化的静态变量存放在.data段。
.data段占用可执行文件空间,其内容有程序初始化。
4. 常量区
字符串、数字等常量存放在常量区。
const修饰的全局变量存放在常量区。
程序运行期间,常量区的内容不可以被修改。
5. 代码区
程序执行代码存放在代码区,其值不能修改(若修改则会出现错误)。
字符串常量和define定义的常量也有可能存放在代码区。
二、STM32存储器分配
1. 随机存储器—RAM
RAM是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存(内存)。
它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。
当电源关闭时RAM不能保留数据(掉电数据消失哦)如果需要保存数据,就必须把它们写入一个长期的存储设备中(例如硬盘)。
2. 只读存储器—ROM
ROM所存数据,一般是装入整机前事先写好的,整机工作过程中只能读出,而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。
ROM所存数据稳定,断电后所存数据也不会改变。
本文使用是STM32F103芯片,keil V5环境下默认的内存配置见下图:
ROM区域是0x8000000开始,大小是0x10000,这片区域是只读区域,不可修改,存放代码区和常量区。
RAM区域是0x20000000开始,大小是0x5000,这片区域是可读写区域,存放的是全局(静态)区、堆区和栈区。
该芯片的内部分区如下图所示:
三、基于STM32代码验证
1. 详细代码如下
#include "main.h" #include审核编辑:黄飞//用于字符串处理 #include //用于printf打印 #include //用于分配堆区---调用malloc和free #include "delay.h" #include "uart3.h" #include "led.h" //全局区 int q1;//未初始化全局变量 static int q2;//未初始化静态变量 const int q3;//未初始化只读变量 int m1=1;//已初始化全局变量 static int m2=2;//已初始化静态变量 //常量区 const int m3=3;//已初始化只读变量 int main(void) { SystemCoreClockUpdate(); //设置系统时钟为72M LED_GPIO_Config(); Uart3_init(); while(1) { //栈区 int mq1;//未初始化局部变量 int *mq2;//未初始化局部指针变量 int mq3=3;//已初始化局部变量 char qq[10] = "hello"; //已初始化局部数组 const int mq4;//未初始化局部只读变量 const int mq5=3;//已初始化局部只读变量 //堆区 int *p1 = malloc(4); //已初始化局部指针变量p1 int *p2 = malloc(4); //已初始化局部指针变量p2 //全局区 static int mp1;//未初始化局部静态变量 static int mp2=2;//已初始化局部静态变量 //常量区 char *vv = "I LOVE YOU";//已初始化局部指针变量 char *mq = "5201314"; printf(" 栈区-变量地址 "); printf("未初始化局部变量 :0x%p ",&mq1); printf("未初始化局部指针变量:0x%p ",&mq2); printf("已初始化局部变量:0x%p ",&mq3); printf("已初始化局部数组:0x%p ", qq ); printf("未初始化局部只读变量 :0x%p ",&mq4); printf("已初始化局部只读变量:0x%p ",&mq5); printf(" 堆区-动态申请地址 "); printf("已初始化局部int型指针变量p1 :0x%p ", p1); printf("已初始化局部int型指针变量p2 :0x%p ", p2); printf(" 全局区-变量地址 "); printf("未初始化全局变量 :0x%p ",&q1); printf("未初始化静态变量:0x%p ",&q2); printf("未初始化只读变量:0x%p ",&q3); printf("已初始化全局变量 :0x%p ",&m1); printf("已初始化静态变量:0x%p ",&m2); printf("未初始化局部静态变量 :0x%p ",&mp1); printf("已初始化局部静态变量 :0x%p ",&mp2); printf(" 常量区地址 "); printf("已初始化只读变量 :0x%p ",&m3); printf("已初始化局部指针变量 :0x%p ",vv ); printf("已初始化局部指针变量 :0x%p ",mq ); printf(" 代码区地址 "); printf("程序代码区main函数入口地址:0x%p ", main); led485_flicker(); delay_ms(1000); free(p1); free(p2); } }
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