阿九讲学(八)——嵌入式内存分配

下层基础决定上层建筑,在开始接下来的学习之前,我们先来了解一下嵌入式内存分配的一些基础知识。

我们知道,关于存储器可以分为许多种类,它们分别有:

1、寄存器(register)

2、随机存储器(RAM)

3、只读存储器(ROM)

4、可擦除存储器(EEPROM)

5、闪存(Flash)

我们常说的内存,其实指的就是随机存储器(RAM)。一个C/C++程序中,内存分布分为几个部分:

栈(stack):栈又称堆栈,是用户存放程序临时创建的局部变量,也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。除此以外,在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并且待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。由于栈的先进先出(FIFO)特点,所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。

堆(heap):堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段,它的大小并不固定,可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);当利用free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)

bss段:(bss segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。bss是英文Block Started by Symbol的简称。bss段属于静态内存分配。 

data段:数据段(data segment)通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。

text段:代码段(code segment/text segment)通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域,一般存放在ROM中。这部分区域的大小在程序运行前就已经确定,并且内存区域通常属于只读(某些架构也允许代码段为可写,即允许修改程序)。在代码段中,也有可能包含一些只读的常数变量,例如字符串常量等。

在嵌入式应用程序中,编译出来的生成文件里面都会有一个.map文件。这个文件是根据链接脚本文件编译生成的文件。它里面描述了代码函数变量在内存中的分配信息。我们可以查看这个.map文件来查看函数和变量在内存里面的具体位置。

什么是静态内存分配(Static Memory Allocation)和 动态内存分配(Dynamic Memory Allocation)?

顾名思义,静态内存分配就是在程序运行前,就已经对内存进行分配好,运行过程中不会再改变得内存分配方法。比如,我在代码里面给栈分配256个字节的大小空间,在整个代码的运行生命周期里,这个栈的空间大小不能再改变。

动态内存分配是在程序运行时,进行内存分配的内存分配方法。它允许程序运行时,给需要的变量和开辟内存空间。程序结束后,回收所开辟的内存。C语言有两个函数就是专门干这个活,它们分别是malloc() 和 free()函数。

如果你对malloc() 和 free()函数不是很了解,建议你先提前回去复习一下。因为在接下来的学习内容中,会用到两个函数。子曾经曰过:温故知新,可以为师矣。多回顾所学过的知识,你就是下一位大师!

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