C語言這個基礎(chǔ)知識點，很炫
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2024-04-03 01:19
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一、C語言內(nèi)存分區(qū)
C語言內(nèi)存分區(qū)示意圖如下：
1. 棧區(qū)
棧區(qū)介紹
棧區(qū)由編譯器自動分配釋放，由操作系統(tǒng)自動管理，無須手動管理。
棧區(qū)上的內(nèi)容只在函數(shù)范圍內(nèi)存在，當(dāng)函數(shù)運行結(jié)束，這些內(nèi)容也會自動被銷毀。
棧區(qū)按內(nèi)存地址由高到低方向生長，其最大大小由編譯時確定，速度快，但自由性差，最大空間不大。
棧區(qū)是先進(jìn)后出原則，即先進(jìn)去的被堵在屋里的最里面，后進(jìn)去的在門口，釋放的時候門口的先出去。
存放內(nèi)容
臨時創(chuàng)建的局部變量和const定義的局部變量存放在棧區(qū)。
函數(shù)調(diào)用和返回時，其入口參數(shù)和返回值存放在棧區(qū)。
2. 堆區(qū)
堆區(qū)介紹
堆區(qū)由程序員分配內(nèi)存和釋放。
堆區(qū)按內(nèi)存地址由低到高方向生長，其大小由系統(tǒng)內(nèi)存/虛擬內(nèi)存上限決定，速度較慢，但自由性大，可用空間大。
調(diào)用函數(shù)
用malloc等函數(shù)實現(xiàn)動態(tài)分布內(nèi)存。
void *malloc(size_t);
參數(shù)size_t是分配的字節(jié)大小。
返回值是一個void*型的指針，該指針指向分配空間的首地址。
（void *型指針可以任意轉(zhuǎn)換為其他類型的指針）
用free函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存釋放，否則會造成內(nèi)存泄漏。
void free(void * /*ptr*/);
參數(shù)是開辟的內(nèi)存的首地址。
3. 全局(靜態(tài))區(qū)
全局(靜態(tài))區(qū)介紹
通常是用于那些在編譯期間就能確定存儲大小的變量的存儲區(qū)，但它用于的是在整個程序運行期間都可見的全局變量和靜態(tài)變量。
全局區(qū)有 .bss段 和 .data段組成，可讀可寫。
.bss段
未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量存放在.bss段。
初始化為0的全局變量和初始化為0的靜態(tài)變量存放在.bss段。
.bss段不占用可執(zhí)行文件空間，其內(nèi)容由操作系統(tǒng)初始化。
.data段
已初始化的全局變量存放在.data段。
已初始化的靜態(tài)變量存放在.data段。
.data段占用可執(zhí)行文件空間，其內(nèi)容有程序初始化。
4. 常量區(qū)
字符串、數(shù)字等常量存放在常量區(qū)。
const修飾的全局變量存放在常量區(qū)。
程序運行期間，常量區(qū)的內(nèi)容不可以被修改。
5. 代碼區(qū)
程序執(zhí)行代碼存放在代碼區(qū)，其值不能修改（若修改則會出現(xiàn)錯誤）。
字符串常量和define定義的常量也有可能存放在代碼區(qū)。
二、STM32存儲器分配
1. 隨機(jī)存儲器—RAM
RAM是與CPU直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器，也叫主存（內(nèi)存）。
它可以隨時讀寫，而且速度很快，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運行中的程序的臨時數(shù)據(jù)存儲媒介。
當(dāng)電源關(guān)閉時RAM不能保留數(shù)據(jù)（掉電數(shù)據(jù)消失哦）如果需要保存數(shù)據(jù)，就必須把它們寫入一個長期的存儲設(shè)備中（例如硬盤）。
2. 只讀存儲器—ROM
ROM所存數(shù)據(jù)，一般是裝入整機(jī)前事先寫好的，整機(jī)工作過程中只能讀出，而不像隨機(jī)存儲器那樣能快速地、方便地加以改寫。
ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會改變。
本文使用是STM32F103芯片，keil V5環(huán)境下默認(rèn)的內(nèi)存配置見下圖：
ROM區(qū)域是0x8000000開始，大小是0x10000，這片區(qū)域是只讀區(qū)域，不可修改，存放代碼區(qū)和常量區(qū)。
RAM區(qū)域是0x20000000開始，大小是0x5000，這片區(qū)域是可讀寫區(qū)域，存放的是全局(靜態(tài))區(qū)、堆區(qū)和棧區(qū)。
該芯片的內(nèi)部分區(qū)如下圖所示：
三、基于STM32代碼驗證
1. 詳細(xì)代碼如下
#include "main.h"
#include <string.h> //用于字符串處理
#include <stdio.h> //用于printf打印
#include <stdlib.h> //用于分配堆區(qū)---調(diào)用malloc和free
#include "delay.h"
#include "uart3.h"
#include "led.h"
//全局區(qū)
int q1; //未初始化全局變量
static int q2; //未初始化靜態(tài)變量
const int q3; //未初始化只讀變量
int m1=1; //已初始化全局變量
static int m2=2; //已初始化靜態(tài)變量
//常量區(qū)
const int m3=3; //已初始化只讀變量
int main(void)
{
SystemCoreClockUpdate(); //設(shè)置系統(tǒng)時鐘為72M
LED_GPIO_Config();
Uart3_init();
while(1)
{
//棧區(qū)
int mq1; //未初始化局部變量
int *mq2; //未初始化局部指針變量
int mq3=3; //已初始化局部變量
char qq[10] = "hello"; //已初始化局部數(shù)組
const int mq4; //未初始化局部只讀變量
const int mq5=3; //已初始化局部只讀變量
//堆區(qū)
int *p1 = malloc(4); //已初始化局部指針變量p1
int *p2 = malloc(4); //已初始化局部指針變量p2
//全局區(qū)
static int mp1; //未初始化局部靜態(tài)變量
static int mp2=2; //已初始化局部靜態(tài)變量
//常量區(qū)
char *vv = "I LOVE YOU";//已初始化局部指針變量
char *mq = "5201314";
printf("\n棧區(qū)-變量地址\n");
printf("未初始化局部變量 :0x%p\r\n",&mq1);
printf("未初始化局部指針變量 :0x%p\r\n",&mq2);
printf("已初始化局部變量 :0x%p\r\n",&mq3);
printf("已初始化局部數(shù)組 :0x%p\r\n", qq );
printf("未初始化局部只讀變量 :0x%p\r\n",&mq4);
printf("已初始化局部只讀變量 :0x%p\r\n",&mq5);
printf("\n堆區(qū)-動態(tài)申請地址\r\n");
printf("已初始化局部int型指針變量p1 :0x%p\r\n", p1);
printf("已初始化局部int型指針變量p2 :0x%p\r\n", p2);
printf("\n全局區(qū)-變量地址\n");
printf("未初始化全局變量 :0x%p\r\n",&q1);
printf("未初始化靜態(tài)變量 :0x%p\r\n",&q2);
printf("未初始化只讀變量 :0x%p\r\n",&q3);
printf("已初始化全局變量 :0x%p\r\n",&m1);
printf("已初始化靜態(tài)變量 :0x%p\r\n",&m2);
printf("未初始化局部靜態(tài)變量 :0x%p\r\n",&mp1);
printf("已初始化局部靜態(tài)變量 :0x%p\r\n",&mp2);
printf("\n常量區(qū)地址\n");
printf("已初始化只讀變量 :0x%p\r\n",&m3);
printf("已初始化局部指針變量 :0x%p\r\n",vv );
printf("已初始化局部指針變量 :0x%p\r\n",mq );
printf("\n代碼區(qū)地址\n");
printf("程序代碼區(qū)main函數(shù)入口地址 :0x%p\n", main);
led485_flicker();
delay_ms(1000);
free(p1);
free(p2);
}
}
?
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