詳解C語言在STM32中的內(nèi)存分配問題

第詳解C語言在STM32中的內(nèi)存分配問題printf("CSTACKaddris0x%x\r\n",pbeginstk);

printf("HEAPaddris0x%x\r\n",pbeginheap);

printf("num_byteaddris0x%x\r\n",num_byte);

printf("num_wordaddris0x%x\r\n",num_word);

printf("num_word_constaddris0x%x\r\n",num_word_const);

printf("point_heapaddris0x%x\r\n",point_heap);

printf("point_heapis0x%x\r\n",point_heap);

printf("num_byte_stackaddris0x%x\r\n",num_byte_stack);

printf("num_byte_staticaddris0x%x\r\n",num_byte_static);

}

打印如下

STACKaddris0x20000320

HEAPaddris0x20000720

num_byteaddris0x20000308

num_wordaddris0x2000030c

num_word_constaddris0x8002a44

point_heapaddris0x20000310

point_heapis0x20000728

num_byte_stackaddris0x200006f8

num_byte_staticaddris0x20000318

先說結(jié)論：

num_byte、num_word、num_byte_static和point_heap存儲(chǔ)在內(nèi)部RAM中。

num_byte_stack存貯在棧中。

point_heap申請到的內(nèi)存在堆中。

num_word_const在內(nèi)部flash中。

如果是有同學(xué)對這個(gè)了然于胸，可以出門左轉(zhuǎn)了，如果有些同學(xué)有興趣，可以進(jìn)一步往下看。

02、大小端

因?yàn)楹竺娴膬?nèi)容涉及到大小端問題，這里先說下大小端問題。

大端(Big-endian)：數(shù)據(jù)的高位字節(jié)存放在地址的低端低位字節(jié)存放在地址高端；

小端(Little-endian)：數(shù)據(jù)的高位字節(jié)存放在地址的高端低位字節(jié)存放在地址低端；

例如：

數(shù)據(jù)0x12345678存儲(chǔ)格式

大端格式

低地址----0x12|0x34|0x56|0x78----高地址

小端格式

低地址----0x78|0x56|0x34|0x12----高地址

其中的地址，一般由編譯器分配，也可在程序中自行指定。從上表中，可以清晰的看到，大小端是以字節(jié)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的方式。大端通俗的理解就是賦值數(shù)從左自右；小端則是從右自左。

我們常用的X86結(jié)構(gòu)是小端模式，而KEILC51則為大端模式。很多的ARM，DSP都為小端模式，本文使用的平臺STM32F207就是小段模式。

03、逐步分析

如果有同學(xué)對這部分不是很熟悉，建議先看一下我之前的推文《C語言的內(nèi)存分配》，先把C語言的堆棧，內(nèi)存等概念先熟悉下。

先說關(guān)于堆棧的問題，下面代碼可以打印出IAR平臺下STM32的堆棧起始位置。

#pragmasection="CSTACK"

char*pbeginstk=__section_begin("CSTACK");

#pragmasection="HEAP"

char*pbeginheap=__section_begin("HEAP");

打印的結(jié)果如下

STACKaddris0x20000320

HEAPaddris0x20000720

這個(gè)地址是否正確，我們可以在IARdebug時(shí)，使用Disassembly窗口查看。

關(guān)于堆棧大小問題，如下

可以查到棧的終止位置是0x20000720，堆的終止位置是0x20000920。注意：這里計(jì)算牽扯到大小端的問題。

通過計(jì)算：

棧的大小=0x20000720-0x20000320=0x400。

堆的大小=0x20000920-0x20000720=0x200。

這和我們在IAR中的堆棧配置是一樣的。

接下來就先說一下分配在內(nèi)存的變量。

通過打印看出，num_byte、num_word、num_byte_static和point_heap并不在堆棧中，它們存儲(chǔ)在內(nèi)部RAM中。

使用Disassembly窗口查看如下

這也驗(yàn)證了static關(guān)鍵字，在修飾函數(shù)內(nèi)的局部變量時(shí)，這個(gè)變量將和全局變量一樣存儲(chǔ)在內(nèi)部ram中。

同時(shí)也說明了，STM32內(nèi)部分配內(nèi)存時(shí)候，是先分配全局變量（和static修飾的局部變量），再分配棧，最后再分配堆的。

對于棧的內(nèi)存分配，局部變量，也就是num_byte_stack是存儲(chǔ)在棧的范圍內(nèi)。

num_byte_stackaddris0x200006f8

它的地址空間在棧中。因?yàn)樵诖a中num_byte_stack=0x11;使用Disassembly窗口查看到對應(yīng)的地址數(shù)值是0x11。

關(guān)于棧，再說一句，棧不僅僅保存了局部變量，它會(huì)在函數(shù)切換，中斷發(fā)生時(shí)保存現(xiàn)場，保存ARM內(nèi)核的寄存器，這些不是這篇文章的討論重點(diǎn)，這里先挖個(gè)坑，等以后有空再寫篇文章專門說說這個(gè)部分。

堆的問題，簡單來說：malloc申請的內(nèi)存都在堆中。point_heap指針指向的內(nèi)存地址就在堆的范圍內(nèi)。

point_heapis0x20000728

代碼中*point_heap=0x3421;在Disassembly窗口查看到對應(yīng)的地址數(shù)值是0x3421。

最后一個(gè)num_word_const，const修飾的變量是存儲(chǔ)在內(nèi)部flash