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基于STM32分析栈、堆、全局区、常量区、代码区、RAM、ROM

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oneside 发布时间:2020-2-21 11:10
在一个STM32程序代码中,从内存高地址到内存低地址,依次分布着栈区、堆区、全局区(静态区)、常量区、代码区,其中全局区中高地址分布着.bss段,低地址分布着.data段。
总的分布如下所示:

" \. G2 }2 h4 r. n% `2 Q7 H$ i
11.png
4 `& U5 m+ d# ~  D  B9 H  Q8 X
1、栈区(stack)
+ r! q, H' T+ d6 o
临时创建的局部变量存放在栈区。
函数调用时,其入口参数存放在栈区。
函数返回时,其返回值存放在栈区。
const定义的局部变量存放在栈区。
. i9 G7 ]( }$ P4 e! t2 x
2、堆区(heap)
堆区用于存放程序运行中被动态分布的内存段,可增可减。
可以有malloc等函数实现动态分布内存。
有malloc函数分布的内存,必须用free进行内存释放,否则会造成内存泄漏。

  ^  j' {% b! ^4 i# Q4 ?5 c8 i
3、全局区(静态区)

0 ^( L' ~0 p& Q1 ^+ l( L" `$ ~
全局区有.bss段和.data段组成,可读可写。

, g4 H$ Y! s) `* Z
4、.bss段
/ `* g  I% m( B/ i
未初始化的全局变量存放在.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,其内容有操作系统初始化。

* d+ \$ [% c" C2 V
5、.data段

( t: p' ]- {. p- V* {
已经初始化的全局变量存放在.data段。
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。
const定义的全局变量存放在.rodata段。
8 e& d  d4 G) [4 M
6、常量区
$ i& k! K9 k3 r2 L! U
字符串存放在常量区。
常量区的内容不可以被修改。

" j" H) |5 ~8 r1 h; m4 w! e& B/ r  l5 Z
7、代码区
" s  e! H* N. l/ h* d4 Z* `* z& k
程序执行代码存放在代码区。
字符串常量也有可能存放在代码区。
通过上面的介绍,可能你对各个数据的存储位置还是很模糊,下面通过一个简单的程序,再来体会理解一下。
通过上面的介绍,可能你对各个数据的存储位置还是很模糊,下面通过一个简单的程序,再来体会理解一下【多余一段】

9 n/ w. M1 `- [: m9 d
22.png
2 k- o% p; |8 J. N& g
上面我们已经对堆、栈、全局区、常量区、代码区进行了全面的分析,也举例进行了说明。下面我们在对这些区存放在哪种介质上进行讨论。
8、RAM和ROM、Flash Memory的物理特性
. K* l. L7 }( W. v
首先,我们需要明白RAM和ROM、Flash Memory的物理特性。
1 r  J" c& w# |! l
9、RAM

# c/ t9 P; t8 U. g
RAM又称随机存取存储器,存储的内容可通过指令随机读写访问。RAM中的存储的数据在掉电是会丢失,因而只能在开机运行时存储数据。其中RAM又可以分为两种,一种是Dynamic RAM(DRAM动态随机存储器),另一种是Static RAM(SRAM,静态随机存储器)。

2 v9 E. {' y0 O$ ~7 }: R7 _) \: n
10、ROM

; M3 ]7 _& j) f4 m' _' F0 d# d( S
ROM又称只读存储器,只能从里面读出数据而不能任意写入数据。ROM与RAM相比,具有读写速度慢的缺点。但由于其具有掉电后数据可保持不变的优点,因此常用也存放一次性写入的程序和数据,比如主版的BIOS程序的芯片就是ROM存储器。
) ]/ N0 ]6 p0 h4 H3 r% u
11、Flash Memory
9 h. `- |/ a- [- g$ G; B% T
由于ROM具有不易更改的特性,后面就发展了Flash Memory。Flash Memory不仅具有ROM掉电不丢失数据的特点,又可以在需要的时候对数据进行更改,不过价格比ROM要高。

# n0 _( V7 S; S
12、不同数据的存放位置

! C  w+ H# i( A! a2 O5 o, U
由前面的分析我们知道,代码区和常量区的内容是不允许被修改的,ROM(STM32就是Flash Memory)也是不允许被修改的,所以代码区和常量区的内容编译后存储在ROM中。
而栈、堆、全局区(.bss段、.data段)都是存放在RAM中。
至此,关于不同数据存放哪个区域已经全部介绍完了。下面还将介绍一下Keil 的Build Output窗口。

# Y0 L5 O4 @9 t  N9 t
13、Keil 的Build Output窗口
* T( H. H/ e. @. V) b7 s1 K6 r* I
33.png
0 i6 J; a2 o' j3 R( F
如上图,存在Code、RO-data、RW-data、ZI-data四个代码段大小。
) N$ I4 _, }- w# Q/ w
其中Code就是代码占用大小,RO-data是只读常量、RW-data是已初始化的可读可写变量,ZI-data是未初始化的可读可写变量。
有些时候,我们需要知道RAM和ROM的使用情况如何,那么我们就可以使用下面的公式计算。

  j$ m" i+ ~+ _8 g' }& }2 ^/ A
RAM = RW-data + ZI-data
ROM = Code + RO-data + RW-data
4 G9 a$ Y% ^' ~/ H$ p, m

! K' _9 h* }  C) l) d" k

/ J: `" E3 T9 t6 d  L2 f
收藏 2 评论3 发布时间:2020-2-21 11:10

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3个回答
byronsong 回答时间:2020-2-21 11:34:16
很细致,很明了
jeffhe1 回答时间:2020-2-21 13:03:44
感謝分享
Kevin_G 回答时间:2020-2-22 20:19:36
感谢

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