嵌入式C语言开发学习笔记 —— 内存陷阱

参考：《嵌入式系统高级C语言编程》

目录

1. 内存分配方式
2. 局部变量
3. 动态存储区
4. 内存访问越界

1. 内存分配方式

（1）从静态存储区域分配。

• 何时分配：程序编译时
• 生存周期：整个程序运行期间
• 例子：全局变量、static变量

（2）在栈（stack）上创建。

• 何时分配：函数执行时
• 生存周期：变量作用域期间

（3）在堆（Heap）上分配，即动态内存分配。

• 何时分配：由程序员自己决定
• 生存周期：由程序员自己决定
• 用法：malloc(), free()

（4）对存储器绝对地址进行访问。

• 系统程序员知道系统中每个程序单元在存储器中的位置，除了这个程序单元所占存储器的空间外，还存在一些空闲存储器空间。系统程序员可以通过绝对地址对这些空间进行访问。
• 应用：将系统常数烧写在Flash或ROM特定地址。
   

2. 局部变量

局部变量的内存陷阱在于，C语言编译器在处理局部变量时，将其要么放在CPU通用寄存器中，要么放在堆栈中。而且局部变量的生存期有限。

注意事项：

• 由于无法确定编译器是否将局部变量映射到通用寄存器中，所以不要对局部变量作取地址操作。
• 不要返回局部变量地址或局部指针变量，因为出了函数，存放在堆栈中的局部变量就没有意义了。
• 不要申请大的局部变量数组，因为对于嵌入式开发而言，堆栈空间很小。
   

3. 动态存储区

动态存储区表示malloc()和free()函数管理的存储区。

动态存储常见问题：

• 释放：
  □□ 释放未从malloc获得的内存；
  □□ 两次释放同一个指针；
  □□ 忘记释放内存，从而造成内存泄漏。
• 使用：
  □□ 向malloc（）分配的区域写入比所分配的还多的数据：
  （踩被人的内存、分配块管理的头部数据被破坏，内存释放失败，从而造成内存泄漏）
  □□ 使用已经释放了内存的指针；
  □□ 被分配的内存未初始化，作右值使用；

如何规避：

• 总是检查内存释放分配成功后，再使用该指针；
• 对于分配成功动态存储区域，初始化后再使用；
• 小心存储区的访问越界；
• 用sizeof来计算结构体的大小，分配内存时，宁滥勿缺。
• 用完之后，记得释放；
• 错误处理时，记得其它已经分配空间的释放；
• 对于被释放的动态内存区，将相关指针置为NULL，避免野指针的使用。
   

4. 内存访问越界

读越界：读取了不属于自己的内存。

• 如果内存是无效内存，程序会崩溃。
• 如果内存是有效内存，由于数据是未知的，因此产生的后果也是未知的。

写越界：又叫缓冲区溢出。由于溢出的部分对于别人而言，是未知的，因此后果也是未知的。