在Linux嵌入式编程中,与内存相关的堆(Heap)和栈(Stack)有什么区别？Linux中堆、栈、数据段(存储全局变量)、代码段的内存布局是怎么样的？各种变量的分配区域是怎么样的？

堆(Heap)和栈(Stack)的概念和区别

在基于 IMX6ULL 的 Linux 嵌入式编程中，堆（Heap）和栈（Stack）是两种不同的内存分配方式，各自具有不同的特点和用途。以下是它们的主要区别：

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1. 存储位置

• 堆（Heap）:

  • 通常位于进程地址空间的高地址区域，向上增长(关于向上增长的概念下面有详细解释)。
  • 由程序运行时动态分配，管理由开发者控制。

• 栈（Stack）:

  • 通常位于进程地址空间的低地址区域，向下增长(关于向下增长的概念下面有详细解释)。
  • 由系统自动分配和释放，管理由编译器控制。

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2. 内存分配方式

• 堆（Heap）:

  • 动态分配：通过函数如 malloc、calloc、realloc 分配，使用 free 释放。
  • 内存大小在运行时决定，灵活性高。
  • 开发者需要手动管理分配和释放，容易出现 内存泄漏 和 悬挂指针 问题。

• 栈（Stack）:

  • 静态分配：函数调用时，系统为局部变量、参数和返回地址分配内存。
  • 分配和释放由编译器自动完成，速度快且安全。
  • 栈的大小有限（典型嵌入式环境中栈可能只有几十 KB）。

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3. 分配效率

• 堆（Heap）:

  • 分配和释放效率较低，涉及复杂的内存管理（如碎片整理）。
  • 适合存储生命周期较长或大小不确定的数据。

• 栈（Stack）:

  • 分配效率高（分配时仅需移动栈指针）。
  • 适合存储生命周期短、大小固定的数据（如局部变量）。

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4. 生命周期

• 堆（Heap）:

  • 生命周期由开发者控制，灵活但需要注意内存泄漏。
  • 数据可以在函数调用结束后继续存在。

• 栈（Stack）:

  • 生命周期由函数的作用域决定。
  • 栈上的变量在函数返回时自动销毁。

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5. 空间大小

• 堆（Heap）:

  • 受限于系统的可用内存ÿ