STM32启动时RAM空间堆（Heap）和栈（stack）的分配 总结

STM32再启动的时候RAM首先分配给使用到的全局变量，及调用库占用的一些数据（不太清楚是什么数据）

，而后再将剩余的空间分配给Heap和stack。

 

        如下是网上关于Heap和Stack的说：

（1）栈区（stack）：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值、局部变量的值等，其操做方式相似

于数据结构中的栈。

（2）堆区（heap）：通常由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操做系统回收。分配

方式相似于数据结构中的链表。

（3）全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，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外一块区域。程序结束后由系统自动释放。

（4）文字常量区：常量字符串就是存放在这里的。

（5）程序代码区：存放函数体的二进制代码。

        一直有疑惑堆区（heap）和全局区是否是在一块呢，
        今天在研究STM32启动的时候发现STM32的RAM起始MSP和栈的地址时（stm32的栈是向下增加的，栈顶地址是ram分配的最大空间了），结论如上述，下面截图详细说明。

  

上图是.map文件里看到的Heap和Stack的地址(空间分配)，由图看出HEAP一行是堆空间分配的开始（从0x20000188），到STACK一行（0x20003188）结束共0x3000字节 （12K）的空间。

         Stack_Mem一行（0x20003188）到栈顶地址__initial_sp（0x20003588）一共是0x400字节（1K）空间。他们的大小正是我在起始文件startup_stm32f10x_md.s文件里分配的大小。以下图：

 

嗯，是一致的。

按stm32的datasheet上说，其RAM是从0x20000000开始的。下面是datasheet截图：

 

而个人工程里堆区和栈区是从0x20000188开始的，那么0x20000188前面的空间部分被什么占用了呢。起始从第一个.map文件截图能够看出来，首先是被全局变量占用了一部分0x58=88Byte。

      

这部分大小正好跟个人工程所用全局变量大小是一直的，以下图编译工程的结果RW-data大小便是工程所用到的全局变量大小

 

至于0x20000188-0x20000058=剩下的空间是什么，我猜想应该是库占用的。由于后缀是libspace(.bss)，请看上图。

至此分析结束
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文章排版不是很好，可是写的仍是颇有道理的。

 

关于堆和栈已是程序员的一个月经话题，大部分有是基于os层来聊的。

那么，在赤裸裸的单片机下的堆和栈是什么样的分布呢？如下是网摘：

刚接手STM32时，你只编写一个

1.  
   int main()
2.  
   {
3.  
   while(1);
4.  
   }

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


编译后，就会发现这么个程序已用了1600多的RAM，要是在51单片机上，会心疼死了，这1600多的RAM跑哪儿去了，


分析map,你会发现是堆和栈占用的，在startup_stm32f10x_md.s文件(这个是stm32的启动文件)中，它的前面几行就有以上定义，


这下该明白了吧。


Stack_Size   EQU   0x00000400


Heap_Size   EQU   0x00000200


如下引用网上资料 理解堆和栈的区别


（1）栈区（stack）：由编译器自动分配和释放，存放函数的参数值、局部变量的值等，其操做方式相似于数据结构中的栈。


（2）堆区（heap）：通常由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操做系统回收。分配方式相似于数据结构中的链表。


（3）全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，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外一块区域。程序结束后由系统自动释放。

 

（4）文字常量区：常量字符串就是存放在这里的。

 

（5）程序代码区：存放函数体的二进制代码。

例如：

1. int a=0; //全局初始化区 
2. char *p1; //全局未初始化区
3. main()
4. {
5. int b; //栈
6. char s[]="abc"; //栈
7. char *p3= "1234567"; //在文字常量区Flash
8. static int c =0 ; //静态初始化区
9. p1= ( char *)malloc(10); //堆区
10. strcpy（p1,"123456"); //"123456"放在常量区

    }

因此堆和栈的区别：


stack的空间由操做系统自动分配/释放，heap上的空间手动分配/释放。


stack的空间有限，heap是很大的自由存储区(heap虽然有很大的存储区，可是这个存储区并非无限大的，在stm32中，heap区的最大值由SRAM区决定，而SRAM区的大小能够参考具体的数据手册)。


程序在编译期和函数分配内存都是在栈上进行，且程序运行中函数调用时参数的传递也是在栈上进行。


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1.堆和栈大小


定义大小在startup_stm32f2xx.s (这个地方应该是有错，定义的大小是在startup_stm32f10x_hd.s，也就是启动文件中)


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  //这里就是分配的堆空间大小


AREA  HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 
__heap_base


2.堆和栈位置


经过MAP文件可知


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)


显然 Cortex-m3资料可知：__initial_sp是堆栈指针，它就是FLASH的0x8000000地址前面4个字节（它根据堆栈大小，由编译器自动生成）

显然堆和栈是相邻的。

 

 

3.堆和栈空间分配栈：向低地址扩展堆：向高地址扩展显然若是依次定义变量，先定义的栈变量的内存地址比后定义的栈变量的内存地址要大先定义的堆变量的内存地址比后定义的堆变量的内存地址要小4.堆和栈变量栈：临时变量，退出该做用域就会自动释放堆：malloc变量，经过free函数释放另外：堆栈溢出，编译不会提示，须要注意 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 若是使用了HEAP，则必须设置HEAP大小。 若是是STACK，能够设置为0，不影响程序运行。 IAR STM8定义STACK,是预先在RAM尾端分配一个字节的区域做为堆栈预留区域。 当程序静态变量，全局变量，或者堆与预留堆栈区域有冲突，编译器链接的时候就会报错。 你能够吧STACK设置为0,并不影响运行。(会影响调试，调试会报堆栈溢出警告)。 其实不必这么作。 通常程序，（在容许范围内）设置多少STACK，并不影响程序真实使用的RAM大小， (能够试验，把STACK设置多少，编译出来的HEX文件都是同样), 程序仍是按照它本来的状态使用RAM，把STACK设置为0，并非真实地减小RAM使用。 仅仅是欺骗一下编译器，让程序表面上看起来少用了RAM。 而设置必定size的STACK，也并非真的就多使用了RAM，只是让编译器帮你 检查一下，是否可以保证有size大小的RAM没有被占用，能够用来做为堆栈。 以上仅针对IAR STM8. ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 从以上网摘来看单片机的堆和栈是分配在RAM里的，有多是内部也有多是外部，能够读写；(堆在stm32是分配在SRAM中的) 栈：存函数的临时变量，即局部变量，函数返回时随时有可能被其余函数栈用。因此栈是一种分时轮流使用的存储区，      编译器里定义的Stack_Size，是为了限定函数的局部数据活动的范围，操过这么范围有能够跑飞，也就是栈溢出；     Stack_Size不影响Hex，更不影响Hex怎么运行的，只是在Debug调试时会提示错。栈溢出也有是超过了国界进行     活动，只要老外没有意见，你能够接着玩，有老外不让你玩，你就的得死，或是你们都死（互相撕杀），有的人写    单片机代码在函数里定义一个大数组 int buf[8192]，栈要是小于8192是会死的很惨。 堆：存的是全局变量，这变量理论上是全部函数均可以访问的，全局变量有的有初始值，但这个值不是存在RAM里的，是     存在Hex里，下载到Flash里，上电由代码（编译器生成的汇编代码）搬过去的。有的人很“霸道”，上电就霸占已一块很    大的RAM（Heap_Size），做为己有(malloc_init)，别人用只能经过他们管家借(malloc)，用完还得换(free)。因此      一旦有“霸道”的人出现是编译器里必须定义Heap_Size，不然和他管家借也没有用。 总之：堆和栈有存在RAM里，他两各分多少看函数需求，可是他两的总值不能超过单片机硬件的实际RAM尺寸，不然只能     到海里玩（淹死了）或是本身打造船接着玩(外扩RAM)。