Ubuntu、stm32下的C程序中堆、栈、全局、局部等变量的地址分配

一、全局变量 & 局部变量

全局变量 在所有函数外部定义的变量称为全局变量(Global Variable),它的作用域默认是整个程序,也就是所有的源文件。

局部变量 定义在函数内部的变量称为局部变量(Local Variable),它的作用域仅限于函数内部, 离开该函数的内部就是无效的,再使用就会报错。

二者之间的区别

全局变量 局部变量 定义位置 在方法外部,直接写在类中 在方法内部 作用范围 整个类中都可以使用 只能在方法中使用 默认值 如果没有赋值,则有默认值,规则同数组 没有默认值,要使用必须手动赋值 内存位置 位于堆内存 位于栈内存

二、堆 & 栈

1、STM32中的堆栈

单片机是一种集成电路芯片,集成CPU、RAM、ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能。CPU中包括了各种总线电路,计算电路,逻辑电路,还有各种寄存器。

stm32 有通用寄存器 R0‐ R15 以及一些特殊功能寄存器,其中包括了堆栈指针寄存器。 当stm32正常运行程序的时候,来了一个中断,CPU就需要将寄存器中的值压栈到RAM里,然后将数据所在的地址存放在堆栈寄存器中。 等中断处理完成退出时,再将数据出栈到之前的寄存器中,这个在C语言里是自动完成的。

2、程序的内存分配 一般程序占用的内存分为以下几个部分:

1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。它与数据结构中的堆是两回事,分配方式类似于链表。

3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 程序结束后有系统释放

4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放

5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。

代码:

//main.cpp
int a = 0; //全局初始化区
int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
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"优化成一个地方。
}

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)、常量去、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。

通过下面的思维导图对这部分内容进行详细的介绍

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