GCC背后的故事&C程序常量变量的地址分配

GCC背后的故事&C程序常量变量的地址分配

一.Linux下静态库.a和动态库.so的生成和使用

在上一次实验的基础上，重新编写一个包含x2y函数的.c文件

现在有main1.c sub1.c sub2.c 三个文件

sub1.c

main1.c

sub2.c

静态库.a的生成和使用

首先，生成sub1.o和sub2.o文件（目标文件）
在终端输入gcc -c sub1.c sub2.c
用ar工具再生成.a文件
在终端输入ar crv libafile.a sub1.o sub2.o

使用.a库文件创建可执行程序
终端输入gcc -o main1 main1.c libafile.a
./main1 执行程序

共享库.so文件的生成和使用

二.编写一个C程序，重温全局变量、局部变量、堆、栈等概念

1.全局变量

全局变量是指在程序中在任何地方都可以访问的变量，其作用域为整个程序。在程序中定义全局变量可以方便地在函数间共享数据，同时也可以提高程序的可读性和可维护性。然而，全局变量容易引起一些问题，如命名冲突和不必要的修改，因此应该谨慎使用。

2.局部变量

局部变量是在函数内部定义的变量，它只能在函数内部使用，超出函数范围就不能使用。局部变量的作用是在函数中暂时存储需要使用的数据，比如在一个函数中需要对某个变量进行一些运算，就可以定义一个局部变量来存储这个变量，防止对其他地方的变量产生影响。局部变量的生命周期仅限于函数的执行期间，当函数执行完成后，变量就会被销毁，所以在调用函数时，局部变量必须重新赋初值。

3.堆

堆（Heap）是一种特殊的树形数据结构，通常表示为一个近似完全二叉树。堆的特点是父节点的值总是大于或小于它的子节点的值，这种关系称为堆属性。如果父节点的值总是大于它的子节点的值，则为大根堆，反之则为小根堆。在堆中，最大的元素被存储在根节点，因此堆也被称为最大堆。堆常用于实现优先队列，堆排序等算法。

4.栈

栈（Stack）是一种线性数据结构，它具有“先进后出”（Last In First Out，LIFO）的特点，即最后一个入栈的元素会最先出栈。栈可以看作是一种容器，它只提供了数据的后进先出的访问方式。栈有两个基本操作：入栈（Push）和出栈（Pop），入栈是将元素压入栈顶，出栈则是将栈顶元素弹出。除此之外，栈还有一个获取栈顶元素的操作（Top），以及判断栈是否为空的操作（IsEmpty）。栈的实现可以采用数组或链表等数据结构来实现。在计算机科学中，栈被广泛应用于程序的函数调用、表达式求值、缓冲区管理和存储器分配等方面。

5.代码实现

#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] = "lmy";
    //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;
}
 

三.演示

在stm32（keil）中实现

生成.hex文件烧录
打开串口调试查看

在ubuntu中实现

四.总结

由图可得在Ubuntu下，栈区的地址存储是向上增长，堆区的地址存储也是向上增长；在STM32下，栈区的地址存储是向下增长，堆区的地址存储却是向上增长。