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一、C语言程序里全局变量、局部变量、堆、栈等概念
存储区域:
内存的分配:
从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,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。
在栈上创建。在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或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。动态内存的生存期由程序员决定,使用非常灵活,但如果在堆上分配了空间,就有责任回收它,否则运行的程序会出现内存泄漏,频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。
变量的内存分配
栈区(stack):指那些由编译器在需要的时候分配,不需要时自动清除的变量所在的储存区,如函数执行时,函数的形参以及函数内的局部变量分配在栈区,函数运行结束后,形参和局部变量去栈(自动释放)。栈内存分配运算内置与处理器的指令集中,效率高但是分配的内存空间有限。
堆区(heap):指哪些由程序员手动分配释放的储存区,如果程序员不释放这块内存,内存将一直被占用,直到程序运行结束由系统自动收回,c语言中使用malloc,free申请和释放空间。
静态储存区(static):全局变量和静态变量的储存是放在一块的,其中初始化的全局变量和静态变量在一个区域,这块空间当程序运行结束后由系统释放。
常量储存区(const):常量字符串就是储存在这里的,如“ABC”字符串就储存在常量区,储存在常量区的只读不可写。const修饰的全局变量也储存在常量区,const修饰的局部变量依然在栈上。
程序代码区:存放源程序的二进制代码。
正常的程序在内存中通常分为程序段、数据段、堆栈三部分。
程序段里放着程序的机器码、只读数据,这个段通常是只读,对它的写操作是非法的。
数据段放的是程序中的静态数据。
堆栈是内存中的一个连续的块。一个叫堆栈指针的寄存器(SP)指向堆栈的栈顶。堆栈的底部是一个固定地址。堆栈有一个特点就是,后进先出。也就是说,后放入的数据第一个取出。它支持两个操作,PUSH和POP。PUSH是将数据放到栈的顶端,POP是将栈顶的数据取出。动态数据存放在堆栈中。
存储区图解:
补充:
Stack: 栈,存放Automatic Variables,按内存地址由高到低方向生长,其最大大小由编译时确定,速度快,但自由性差,最大空间不大。
Heap: 堆,自由申请的空间,按内存地址由低到高方向生长,其大小由系统内存/虚拟内存上限决定,速度较慢,但自由性大,可用空间大。
每个线程都会有自己的栈,但是堆空间是共用的。
RAM和ROM、Flash Memory的物理特性
RAM:
RAM又称随机存取存储器,存储的内容可通过指令随机读写访问。RAM中的存储的数据在掉电是是会丢失,因而只能在开机运行时存储数据。其中RAM又可以分为两种,一种是Dynamic RAM(DRAM动态随机存储器),另一种是Static RAM(SRAM,静态随机存储器)。
ROM:
ROM又称只读存储器,只能从里面读出数据而不能任意写入数据。ROM与RAM相比,具有价格高,容量小的缺点。但由于其具有掉电后数据可保持不变的优点,因此常用也存放一次性写入的程序和数据,比如主版的BIOS程序的芯片就是ROM存储器。
Flash Memory:
由于ROM具有不易更改的特性,后面就发展了Flash Memory。Flash Memory不仅具有ROM掉电不丢失数据的特点,又可以在需要的时候对数据进行更改,不过价格比ROM要高。
不同数据的存放位置
代码区和常量区的内容是不允许被修改的,ROM(STM32就是Flash Memory)也是不允许被修改的,所以代码区和常量区的内容编译后存储在ROM中。
而栈、堆、全局区(.bss段、.data段)都是存放在RAM中。