01前言
不說廢話,先上示例代碼
uint8_t num_byte[4];uint32_t num_word;const uint32_t num_word_const = 0x1234;uint32_t *point_heap;int main(void){uint8_t num_byte_stack;static uint8_t num_byte_static;point_heap = (uint32_t *)malloc(4);*point_heap = 0x3421;free(point_heap);num_byte_stack = 0x11;char *pbeginstk = __section_begin("CSTACK");char *pbeginheap = __section_begin("HEAP");printf("CSTACK addr is 0x%x ",pbeginstk);printf("HEAP addr is 0x%x ",pbeginheap);printf("num_byte addr is 0x%x ",&num_byte);printf("num_word addr is 0x%x ",&num_word);printf("num_word_const addr is 0x%x ",&num_word_const);printf("point_heap addr is 0x%x ",&point_heap);printf("point_heap is 0x%x ",point_heap);printf("num_byte_stack addr is 0x%x ",&num_byte_stack);printf("num_byte_static addr is 0x%x ",&num_byte_static);}
打印如下
STACK addr is 0x20000320HEAP addr is 0x20000720num_byte addr is 0x20000308num_word addr is 0x2000030cnum_word_const addr is 0x8002a44point_heap addr is 0x20000310point_heap is 0x20000728num_byte_stack addr is 0x200006f8num_byte_static addr is 0x20000318
先說結(jié)論:
num_byte、num_word、num_byte_static和point_heap存儲在內(nèi)部RAM中。
num_byte_stack存貯在棧中。
point_heap申請到的內(nèi)存在堆中。
num_word_const在內(nèi)部flash中。
如果是有同學對這個了然于胸,可以出門左轉(zhuǎn)了,如果有些同學有興趣,可以進一步往下看。
02大小端
因為后面的內(nèi)容涉及到大小端問題,這里先說下大小端問題。
大端(Big-endian):數(shù)據(jù)的高位字節(jié)存放在地址的低端低位字節(jié)存放在地址高端;
小端(Little-endian):數(shù)據(jù)的高位字節(jié)存放在地址的高端低位字節(jié)存放在地址低端;
例如:
數(shù)據(jù)0x12345678存儲格式
大端格式
低地址<----0x12|0x34|0x56|0x78---->高地址
小端格式
低地址<----0x78|0x56|0x34|0x12---->高地址

其中的地址,一般由編譯器分配,也可在程序中自行指定。從上表中,可以清晰的看到,大小端是以字節(jié)為單位進行數(shù)據(jù)儲存的方式。大端通俗的理解就是賦值數(shù)從左自右;小端則是從右自左。
我們常用的X86結(jié)構(gòu)是小端模式,而KEILC51則為大端模式。很多的ARM,DSP都為小端模式,本文使用的平臺STM32F207就是小段模式。
03逐步分析
如果有同學對這部分不是很熟悉,建議先看一下我之前的推文《C語言的內(nèi)存分配》,先把C語言的堆棧,內(nèi)存等概念先熟悉下。
先說關(guān)于堆棧的問題,下面代碼可以打印出IAR平臺下STM32的堆棧起始位置。
char *pbeginstk = __section_begin("CSTACK");char *pbeginheap = __section_begin("HEAP");
打印的結(jié)果如下
STACK addr is 0x20000320HEAP addr is 0x20000720
這個地址是否正確,我們可以在IARdebug時,使用Disassembly窗口查看。

關(guān)于堆棧大小問題,如下

可以查到棧的終止位置是0x20000720,堆的終止位置是0x20000920。注意:這里計算牽扯到大小端的問題。
通過計算:
棧的大小=0x20000720-0x20000320=0x400。
堆的大小=0x20000920-0x20000720=0x200。
這和我們在IAR中的堆棧配置是一樣的。

接下來就先說一下分配在內(nèi)存的變量。
通過打印看出,num_byte、num_word、num_byte_static和point_heap并不在堆棧中,它們存儲在內(nèi)部RAM中。
使用Disassembly窗口查看如下

這也驗證了static關(guān)鍵字,在修飾函數(shù)內(nèi)的局部變量時,這個變量將和全局變量一樣存儲在內(nèi)部ram中。
同時也說明了,STM32內(nèi)部分配內(nèi)存時候,是先分配全局變量(和static修飾的局部變量),再分配棧,最后再分配堆的。
對于棧的內(nèi)存分配,局部變量,也就是num_byte_stack是存儲在棧的范圍內(nèi)。
num_byte_stack addr is 0x200006f8
它的地址空間在棧中。因為在代碼中num_byte_stack =0x11;使用Disassembly窗口查看到對應的地址數(shù)值是0x11。

關(guān)于棧,再說一句,棧不僅僅保存了局部變量,它會在函數(shù)切換,中斷發(fā)生時保存現(xiàn)場,保存ARM內(nèi)核的寄存器,這些不是這篇文章的討論重點,這里先挖個坑,等以后有空再寫篇文章專門說說這個部分。
堆的問題,簡單來說:malloc申請的內(nèi)存都在堆中。point_heap指針指向的內(nèi)存地址就在堆的范圍內(nèi)。
point_heap is 0x20000728
代碼中*point_heap= 0x3421;在Disassembly窗口查看到對應的地址數(shù)值是0x3421。

最后一個num_word_const,const修飾的變量是存儲在內(nèi)部flash中的,它的地址在內(nèi)部flash范圍內(nèi)。
在代碼中也有對應的賦值操作,constuint32_t num_word_const = 0x1234;在Disassembly窗口查看到對應的地址數(shù)值是0x1234。

原文標題:C語言在STM32中的內(nèi)存分配
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審核編輯:湯梓紅
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