STM32堆栈的大小及内存四（五）区的分析_stm32堆栈空间大小设置

STM32堆栈的大小及内存四（五）区的分析

1、设置堆栈空间的大小

1.1、STM32堆栈空间大小

一般在编程时，我们都不需要考虑堆栈空间的大小，因为在启动文件中都对堆栈空间的大小进行了设置。

1.1.1、直接修改启动文件

如以下截取stm32启动文件部分汇编代码，Stack栈的大小为：0x400（1024Byte），Heap堆的大小为：0x200（512Byte）。

; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack
; Tailor this value to your application needs
; <h> Stack Configuration
; <o> Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; </h>
Stack_Size		EQU     0x400  
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp

; <h> Heap Configuration
; <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; </h>
Heap_Size       EQU     0x200
                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
__heap_limit
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这也是为什么一个空的的工程编译后，RAM的空间也占用了1.6K的原因，因为堆栈的空间均分配在RAM中。可以在map文件中查看具体占用大小

1.1.2、修改keil Configuration进行设置

如下图所示，可以在打开启动文件页面后，点击Configuration Wizard，可在Option的设置框中设置堆栈空间的大小

1.2、堆栈的分析

1.2.1、堆栈的溢出

若局部变量较多、定义的数据长度，加一起的空间大于**栈（Stack）**的空间，则会导致栈溢出，程序运行结果与预期的不符或程序跑飞。这时需要手动的调整栈的大小，来复合我们的需求

若使用了malloc动态分配内存空间时，大于设置的**堆（Heap）**的空间。会导致溢出，需要调整堆的大小

1.2.2、堆栈的增长方向

一般堆是由低地址往上（高地址）增长，栈是由高地址向下（低地址）增长。都是连续的，C语言不提供内存保护机制类似的功能，如果一直堆一直增长，栈一直申请，然后就会导致栈溢出，程序崩溃

1.2.3、堆栈的首地址

一般堆栈的起始地址是不固定的，是根据用户定义的变量的数目和大小决定的，是编译器自动分配的，内存首先存放/开辟全局变量区域，然后开辟栈区最后开辟堆区

栈首地址=全局区域大小+栈大小（Stack_Size）

1.2.4、堆栈的区别

• 存储的内容：
  • 栈存局部变量、函数参数等
  • 堆存储使用 new、malloc 申请 的变量等
• 申请的方式：
  • 栈内存由系统分配、释放
  • 堆内存由自己申请、释放
• 申请后系统的响应：（带操作系统的环境）
  • 栈——只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出
  • 堆——首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申 请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空 闲结点链表 中删除，并将该结点的空间分配给程序
• 申请大小的限制：
  • 单片机一般堆栈大小都是固定
  • 有操作系统情况下，堆的大小可以随意增长，收到硬件的显示
• 申请效率的对比：
  • 栈由系统自动分配，速度较快
  • 堆使用 new、malloc 等分配，较慢

2、内存四（五）区

2.1、内存四区和内存五区的区别

其实内存四区和内存五区所指的东西是一样的，对于内存四区而言，其只是把全局区(静态区)和常量区合并为一个数据区而已，其实内容都是完全一样的

2.1.1、内存四区

栈区、堆区、数据区（全局区(静态区)、常量区）、代码区

2.1.2、内存五区

栈区、堆区、全局区(静态区)、常量区、代码区

2.2、内存四区具体含义

2.2.1、栈区

• 系统自动分配，函数结束自动释放，也可以说由编译器自动分配和释放
• 局部变量、局部常量、函数参数
• 特点：进栈出栈有相应的计算机指令支持，而且分配专门的寄存器存储栈的地址，效率分高，内存空间是连续的，但栈的内存空间有限

2.2.2、堆区

• 使用malloc()/new()申请的内容存储在堆区
• 由程序员手动分配，手动释放，或者程序结束系统回收，不释放就会产生内存泄漏

2.2.3、全局区（静态区）

全局变量、静态变量（全局or局部）

• 全局区分为两个段：
  • data段：存储初始化的全局变量、初始化的静态变量
  • bss段：存储未初始化的全局变量、未初始化的静态变量
• 调用函数结束不会被销毁
• 其中BSS段会在程序执行前**，将内容全部置为0，**所以未初始化的全局变量和静态变量的值都为0

2.2.4、常量区

• 存放常量，字符串常量和其他常量的存储位置，而且不允许修改
• 程序结束之后由系统释放

2.2.5、代码区

• 要存放程序中的代码（二进制），属性是只读
• 又称text段

2.3、代码示例

int a = 0;                  //全局初始化区  
char *p1;                   //全局未初始化区 
int add(int a; int b)
{
    int sum = 0;            //栈
    static temp;            //全局（静态）未始化区  
    sum = a+b;
    return sum;
}
int main()
{     
    int b;                  //栈     
    char s[] = "abc";       //栈   
    char *p2;               //栈      
    char *p3 = "123456";    //123456\0在常量区，p3在栈上     
    static int c = 0；       //全局（静态）初始化区     
    p1 = (char *)malloc(10);     
    p2 = (char *)malloc(20); //分配得来得10和20字节的区域就在堆区     
    strcpy(p1, "123456");    //123456\0放在常量区, 编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一块    
    return 0; 
}
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参考连接

https://www.e-learn.cn/topic/3842454
https://blog.csdn.net/u011764302/article/details/103368274