說說STM32的堆棧與內存

1.概念
這裏所說的堆棧，是針對單片機所說的「堆」與「棧」，指的是內存中一片特殊用途的區域。而不是數據結構中的堆棧(雖然其實規則同樣)。

這裏所說的內存，是指RAM，RAM包括SRAM,DRAM等。而不是什麼手機內存卡之類。

這裏所說的flash，指的是用做爲ROM的存儲器，保存代碼與常量數據。而不是動畫製做。。。

棧的生長方向：指的是入棧方向，從高地址向低地址生長叫作向下生長，或逆向生長；反過來就叫向上生長，或正向生長。STM32的棧是向下生長。

2.內存中的堆棧安排
確切地說，是keil mdk根據STM32的特性，對stm32的RAM甚至flash進行部署。

編譯工程後，在生成的.map文件裏能夠看到具體的安排。雙擊工程界面的工程根目錄文件夾圖標，能夠打開.map文件。若是找不到文件，能夠在option->listing->linker listing 裏勾選 Memory map；

map文件內的兩部分Image Symbol Table與Memory Map of the image列出了RAM與ROM的內容，最後還有一些統計。

map文件跟下圖有很大關係：（這裏雖然我使用的是GD32,但跟STM32同樣）

3.MAP文件與堆棧
網上你有可能會看到這些說法：

（1）棧區（stack）：由編譯器自動分配和釋放，存放函數的參數與返回值、局部變量等，其操做方式相似於數據結構中的棧。
（2）堆區（heap）：由程序員分配管理。
（3）全局區與靜態區：存儲全局變量和靜態變量，其中初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另外一塊區域。
（4）文字常量區：常量字符串存放。
（5）程序代碼區：存放程序代碼。

可能這樣仍是有點不明不白，那麼打開map文件你就會很具體地看到這些。

Execution Region RW_IRAM1:程序運行時的內存分佈

0X20000000是RAM開始地址。能夠看到各段的分佈。從低地址到高地址，分別爲：data段，bss段，heap段，stack段。包含對應上面所說的（1）（2）（3）。

0X08000000是ROM（flash）開始地址。能夠看到constdata(常量)，和函數代碼，對應上面的（4）（5）；

其中，data指的是初始化不爲0的全局或靜態（static）變量。bss指的是沒有初始化，或者初始化爲0的全局或靜態變量。一開始我也不理解什麼初始化之類，感受莫名其妙甚至自相矛盾。其實知道爲何這麼安排就很容易理解了。

由於全局與靜態變量的初始值，是須要保存下來，其基本能夠分爲三大類，一種是等於0的，一種是不等於0，還有一種是沒有初始值的。這些都是須要記錄下來保存在鏡像文件裏面，再燒錄到單片機的flash裏（固然非要寫到ram也能夠）。爲了節省空間，就把等於0的變量和沒有初始值的變量歸爲一類，都當作初始值等於0的變量處理。由於這些變量的初始值都爲0，因此記錄也方便，節省很多空間。好比定義一個500字節的全局數組，要是初始值已經定義，那麼鏡像文件也須要相應大小的空間記錄下來。可是若是所有爲0，或者沒有定義初始值。那麼，從原理上來講，只需記錄數組長度，賦予BSS「屬性」，就OK得。

程序在開始運行的時候，通常要作內存搬運的操做，好比將data段，bss段，heap段，stack段初始化爲對應的值。

由此也可知，在keil mdk中，沒有初始值的全局變量或者靜態變量，其實等於0。但局部普通變量並非，必定要初始化再使用。

上圖是符號表中Global Symbols的一部分，能夠看到內存開始地址0X20000000,放置的是SystemCoreClock這個變量，這個是系統時鐘頻率，初始時不爲0，後面記上（.data）。後面的Boot_buf變量，大小爲1024，標記爲（.bss）。

 

上圖是符號表中Local Symbols的一部分。能夠看到另一些變量符號，還能看到，constdata(常量)是保持着flash裏（地址爲0x08XX XXXX）。