arm 堆棧

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stm32 堆和棧(stm32 Heap & Stack)【worldsing筆記】_stm32堆棧_slj_win的部落格-CSDN部落格

關于堆和棧已經是程式員的一個月經話題，大部分有是基于os層來聊的。

那麼，在赤裸裸的單片機下的堆和棧是什麼樣的分布呢？以下是網摘：

剛接手STM32時，你隻編寫一個

int main()

{

while(1);

}

BUILD://Program Size: Code=340 RO-data=252 RW-data=0 ZI-data=1632 

編譯後，就會發現這麼個程式已用了1600多的RAM，要是在51單片機上，會心疼死了，這1600多的RAM跑哪兒去了，

分析map,你會發現是堆和棧占用的，在startup_stm32f10x_md.s檔案中，它的前面幾行就有以上定義，

這下該明白了吧。

Stack_Size   EQU   0x00000400

Heap_Size   EQU   0x00000200

以下引用網上資料 了解堆和棧的差別

（1）棧區（stack）：由編譯器自動配置設定和釋放，存放函數的參數值、局部變量的值等，其操作方式類似

于資料結構中的棧。

（2）堆區（heap）：一般由程式員配置設定和釋放，若程式員不釋放，程式結束時可能由作業系統回收。配置設定

方式類似于資料結構中的連結清單。

（3）全局區（靜态區）（static）：全局變量和靜态變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜态

變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜态變量在相鄰的另一塊區域。程式結束後由系

統自動釋放。

（4）文字常量區：常量字元串就是存放在這裡的。

（5）程式代碼區：存放函數體的二進制代碼。

例如：

int a=0;   //全局初始化區

char *p1;   //全局未初始化區

main()

{

int b;   //棧

char s[]="abc";   //棧

char *p3= "1234567";   //在文字常量區Flash

static int c =0 ;   //靜态初始化區

p1= (char *)malloc(10);   //堆區

strcpy（p1,"123456");   //"123456"放在常量區

}

是以堆和棧的差別：

stack的空間由作業系統自動配置設定/釋放，heap上的空間手動配置設定/釋放。

stack的空間有限，heap是很大的自由存儲區。

程式在編譯期和函數配置設定記憶體都是在棧上進行，且程式運作中函數調用時參數的傳遞也是在棧上進行。

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1.堆和棧大小

定義大小在startup_stm32f2xx.s

Stack_Size  EQU  0x00000400

AREA  STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 

Stack_Mem  SPACE  Stack_Size 

__initial_sp

; Heap Configuration 

;  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8> 

;

Heap_Size  EQU  0x00000200

AREA  HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 

__heap_base

2.堆和棧位置

通過MAP檔案可知

HEAP  0x200106f8  Section  512  startup_stm32f2xx.o(HEAP) 

STACK  0x200108f8  Section  1024  startup_stm32f2xx.o(STACK)

__heap_base  0x200106f8  Data  0  startup_stm32f2xx.o(HEAP) 

__heap_limit  0x200108f8  Data  0  startup_stm32f2xx.o(HEAP) 

__initial_sp  0x20010cf8  Data  0  startup_stm32f2xx.o(STACK)

顯然 Cortex-m3資料可知：__initial_sp是堆棧指針，它就是FLASH的0x8000000位址前面4個位元組（它根據堆棧大小，由編譯器自動生成）

顯然堆和棧是相鄰的。

3.堆和棧空間配置設定

棧：向低位址擴充

堆：向高位址擴充

顯然如果依次定義變量

先定義的棧變量的記憶體位址比後定義的棧變量的記憶體位址要大

先定義的堆變量的記憶體位址比後定義的堆變量的記憶體位址要小

4.堆和棧變量

棧：臨時變量，退出該作用域就會自動釋放

堆：malloc變量，通過free函數釋放

另外：堆棧溢出，編譯不會提示，需要注意

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如果使用了HEAP，則必須設定HEAP大小。 

如果是STACK，可以設定為0，不影響程式運作。 

IAR STM8定義STACK,是預先在RAM尾端配置設定一個位元組的區域作為堆棧預留區域。 

當程式靜态變量，全局變量，或者堆與預留堆棧區域有沖突，編譯器連接配接的時候就會報錯。 

你可以吧STACK設定為0,并不影響運作。(會影響調試，調試會報堆棧溢出警告)。 

其實沒必要這麼做。 

一般程式，（在允許範圍内）設定多少STACK，并不影響程式真實使用的RAM大小， 

(可以試驗，把STACK設定多少，編譯出來的HEX檔案都是一樣), 

程式還是按照它原本的狀态使用RAM，把STACK設定為0，并不是真實地減少RAM使用。 

僅僅是欺騙一下編譯器，讓程式表面上看起來少用了RAM。 

而設定一定size的STACK，也并不是真的就多使用了RAM，隻是讓編譯器幫你 

檢查一下，是否能夠保證有size大小的RAM沒有被占用，可以用來作為堆棧。 

以上僅針對IAR STM8.

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從以上網摘來看單片機的堆和棧是配置設定在RAM裡的，有可能是内部也有可能是外部，可以讀寫；

棧：存函數的臨時變量，即局部變量，函數傳回時随時有可能被其他函數棧用。是以棧是一種分時輪流使用的存儲區，

      編譯器裡定義的Stack_Size，是為了限定函數的局部資料活動的範圍，操過這麼範圍有可以跑飛，也就是棧溢出；

     Stack_Size不影響Hex，更不影響Hex怎麼運作的，隻是在Debug調試時會提示錯。棧溢出也有是超過了國界進行

     活動，隻要老外沒有意見，你可以接着玩，有老外不讓你玩，你就的得死，或是大家都死（互相撕殺），有的人寫

    單片機代碼在函數裡定義一個大數組 int buf[8192]，棧要是小于8192是會死的很慘。

堆：存的是全局變量，這變量理論上是所有函數都可以通路的，全局變量有的有初始值，但這個值不是存在RAM裡的，是

     存在Hex裡，下載下傳到Flash裡，上電由代碼（編譯器生成的彙編代碼）搬過去的。有的人很“霸道”，上電就霸占已一塊很

    大的RAM（Heap_Size），作為己有(malloc_init)，别人用隻能通過他們管家借(malloc)，用完還得換(free)。是以  

    一旦有“霸道”的人出現是編譯器裡必須定義Heap_Size，否則和他管家借也沒有用。

總之：堆和棧有存在RAM裡，他兩各分多少看函數需求，但是他兩的總值不能超過單片機硬體的實際RAM尺寸，否則隻能

     到海裡玩（淹死了）或是自己打造船接着玩(外擴RAM)。

===========================分界線----------------------- 下面是本部落客的了解了 。 幾年前我了解51單片機的記憶體感覺弄得挺懂得。甚至對于簡單的程式能夠大概猜到記憶體配置設定的位置。這需要你對編譯器的記憶體配置設定機制非常了解，比如對各種指針的優化所占的記憶體，是以說一般來講編譯器優化級别為0時候更容易猜出記憶體配置設定的具體位址。說起51的記憶體大概是先是通用寄存器組，然後是堆棧（這裡就不深究堆棧的具體含義了）然後好像是幾個bit的組合，然後到了棧頂。這樣運作程式的時候