基于ubuntu和stm32的C程序的内存分配问题

本文探讨C/C++程序中内存分配的栈区、堆区、全局区等区域,以及在Ubuntu、树莓派和STM32开发板上的应用和验证。通过动态内存分配的实例,阐述了内存管理的重要性,强调避免内存泄漏和碎片化。

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一、C程序的内存分配

一个C/C++编译的程序占用内存分为以下几个部分:

栈区(stack):由编译器自动分配与释放,存放为运行时函数分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。其操作类似于数据结构中的栈。
堆区(heap):一般由程序员自动分配,如果程序员没有释放,程序结束时可能有OS回收。其分配类似于链表。
全局区(静态区static):存放全局变量、静态数据、常量。程序结束后由系统释放。全局区分为已初始化全局区(data)和未初始化全局区(bss)。
常量区(文字常量区):存放常量字符串,程序结束后有系统释放。
代码区:存放函数体(类成员函数和全局区)的二进制代码。

三种内存分配方式:
1.从静态存储区分配
内存在程序编译的时候已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static变量。
2.在栈上创建
在执行函数时,函数内局部变量的存储单元可以在栈上创建,函数执行结束时,这些内存单元会自动被释放。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集,效率高,但是分配的内存容量有限。
3.从堆上分配
亦称为动态内存分配。
程序在运行的时候使用malloc或者new申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。
动态内存的生命周期有程序员决定,使用非常灵活,但如果在堆上分配了空间,既有责任回收它,否则运行的程序会出现内存泄漏,频繁的分配和释放不同大小的堆空间将会产生内存碎片。
在这里插入图片描述

二、Ubuntu,树莓派,stm32开发板编程,输出信息进行验证

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//定义全局变量
int init_global_a = 1;
int uninit_global_a;
static int inits_global_b = 2;
static int uninits_global_b;
void output(int a)
{
	printf("hello");
	printf("%d",a);
	printf("\n");
}

int main( )
{   
	//定义局部变量
	int a=2;
	static int inits_local_c=2, uninits_local_c;
    int init_local_d = 1;
    output(a);
    char *p;
    char str[10] = "lyy";
    //定义常量字符串
    char *var1 = "1234567890";
    char *var2 = "qwertyuiop";
    //动态分配
    int *p1=malloc(4);
    int *p2=malloc(4);
    //释放
    free(p1);
    free(p2);
    printf("栈区-变量地址\n");
    printf("                a:%p\n", &a);
    printf("                init_local_d:%p\n", &init_local_d);
    printf("                p:%p\n", &p);
    printf("              str:%p\n", str);
    printf("\n堆区-动态申请地址\n");
    printf("                   %p\n", p1);
    printf("                   %p\n", p2);
    printf("\n全局区-全局变量和静态变量\n");
    printf("\n.bss段\n");
    printf("全局外部无初值 uninit_global_a:%p\n", &uninit_global_a);
    printf("静态外部无初值 uninits_global_b:%p\n", &uninits_global_b);
    printf("静态内部无初值 uninits_local_c:%p\n", &uninits_local_c);
    printf("\n.data段\n");
    printf("全局外部有初值 init_global_a:%p\n", &init_global_a);
    printf("静态外部有初值 inits_global_b:%p\n", &inits_global_b);
    printf("静态内部有初值 inits_local_c:%p\n", &inits_local_c);
    printf("\n文字常量区\n");
    printf("文字常量地址     :%p\n",var1);
    printf("文字常量地址     :%p\n",var2);
    printf("\n代码区\n");
    printf("程序区地址       :%p\n",&main);
    printf("函数地址         :%p\n",&output);
    return 0;
}

1.ubuntu上运行
在这里插入图片描述
2.stm32开发板上运行(代码需要添加串口初始化函数)

在这里插入图片描述

三、总结

学会了不抛弃,不放弃的奥运精神真好。

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