说说STM32的堆栈与内存

75 阅读 0 评论 50 点赞

我是靠谱客的博主欣慰麦片，最近开发中收集的这篇文章主要介绍说说STM32的堆栈与内存，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

1.概念

这里所说的堆栈，是针对单片机所说的“堆”与“栈”，指的是内存中一片特殊用途的区域。而不是数据结构中的堆栈(虽然其实规则一样)。

这里所说的内存，是指RAM，RAM包括SRAM,DRAM等。而不是什么手机内存卡之类。

这里所说的flash，指的是用作为ROM的存储器，保存代码与常量数据。而不是动画制作。。。

栈的生长方向：指的是入栈方向，从高地址向低地址生长叫做向下生长，或逆向生长；反过来就叫向上生长，或正向生长。STM32的栈是向下生长。

2.内存中的堆栈安排

确切地说，是keil mdk根据STM32的特性，对stm32的RAM甚至flash进行部署。

编译工程后，在生成的.map文件里可以看到具体的安排。双击工程界面的工程根目录文件夹图标，可以打开.map文件。如果找不到文件，可以在option->listing->linker listing 里勾选 Memory map；

map文件内的两部分Image Symbol Table与Memory Map of the image列出了RAM与ROM的内容，最后还有一些统计。

map文件跟下图有很大关系：（这里虽然我使用的是GD32,但跟STM32一样）

3.MAP文件与堆栈

网上你有可能会看到这些说法：

（1）栈区（stack）：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数与返回值、局部变量等，其操作方式类似于数据结构中的栈。
（2）堆区（heap）：由程序员分配管理。
（3）全局区与静态区：存储全局变量和静态变量，其中初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
（4）文字常量区：常量字符串存放。
（5）程序代码区：存放程序代码。

可能这样还是有点不明不白，那么打开map文件你就会很具体地看到这些。

Execution Region RW_IRAM1:程序运行时的内存分布

0X20000000是RAM开始地址。可以看到各段的分布。从低地址到高地址，分别为：data段，bss段，heap段，stack段。包含对应上面所说的（1）（2）（3）。

0X08000000是ROM（flash）开始地址。可以看到constdata(常量)，和函数代码，对应上面的（4）（5）；

其中，data指的是初始化不为0的全局或静态（static）变量。bss指的是没有初始化，或者初始化为0的全局或静态变量。一开始我也不理解什么初始化之类，感觉莫名其妙甚至自相矛盾。其实知道为什么这么安排就很容易理解了。

因为全局与静态变量的初始值，是需要保存下来，其基本可以分为三大类，一种是等于0的，一种是不等于0，还有一种是没有初始值的。这些都是需要记录下来保存在镜像文件里面，再烧录到单片机的flash里（当然非要写到ram也可以）。为了节省空间，就把等于0的变量和没有初始值的变量归为一类，都当做初始值等于0的变量处理。因为这些变量的初始值都为0，所以记录也方便，节省不少空间。比如定义一个500字节的全局数组，要是初始值已经定义，那么镜像文件也需要相应大小的空间记录下来。但是如果全部为0，或者没有定义初始值。那么，从原理上来说，只需记录数组长度，赋予BSS“属性”，就OK得。

程序在开始运行的时候，一般要做内存搬运的操作，比如将data段，bss段，heap段，stack段初始化为对应的值。

由此也可知，在keil mdk中，没有初始值的全局变量或者静态变量，其实等于0。但局部普通变量并不是，一定要初始化再使用。