stm32 堆和棧(stm32 Heap & Stack)
原文地址：http://blog.csdn.net/slj_win/article/details/16906141
文章排版不是很好，但是寫(xiě)的還是很有道理的。
關(guān)于堆和棧已經(jīng)是程序員的一個(gè)月經(jīng)話(huà)題，大部分有是基于os層來(lái)聊的。
那么，在赤裸裸的單片機(jī)下的堆和棧是什么樣的分布呢？以下是網(wǎng)摘：
intmain()
{
while(1);
}
BUILD://Program Size: Code=340 RO-data=252 RW-data=0 ZI-data=1632
編譯后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這么個(gè)程序已用了1600多的RAM，要是在51單片機(jī)上，會(huì)心疼死了，這1600多的RAM跑哪兒去了，
分析map,你會(huì)發(fā)現(xiàn)是堆和棧占用的，在startup_stm32f10x_md.s文件(這個(gè)是stm32的啟動(dòng)文件)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(wǎng)上資料 理解堆和棧的區(qū)別
（1）棧區(qū)（stack）：由編譯器自動(dòng)分配和釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量的值等，其操作方式類(lèi)似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
（2）堆區(qū)（heap）：一般由程序員分配和釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由操作系統(tǒng)回收。分配方式類(lèi)似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈表。
（3）全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）：全局變量和靜態(tài)變量的存儲(chǔ)是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結(jié)束后由系統(tǒng)自動(dòng)釋放。
（4）文字常量區(qū)：常量字符串就是存放在這里的。
（5）程序代碼區(qū)：存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。
例如：
inta=0;//全局初始化區(qū)
char*p1;//全局未初始化區(qū)
main()
{
intb;//棧
chars[]="abc";//棧
char*p3="1234567";//在文字常量區(qū)Flash
staticintc=0;//靜態(tài)初始化區(qū)
p1=(char*)malloc(10);//堆區(qū)
strcpy（p1,"123456");//"123456"放在常量區(qū)
}
所以堆和棧的區(qū)別：
stack的空間由操作系統(tǒng)自動(dòng)分配/釋放，heap上的空間手動(dòng)分配/釋放。
stack的空間有限，heap是很大的自由存儲(chǔ)區(qū)(heap雖然有很大的存儲(chǔ)區(qū)，但是這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)并不是無(wú)限大的，在stm32中，heap區(qū)的最大值由SRAM區(qū)決定，而SRAM區(qū)的大小可以參考具體的數(shù)據(jù)手冊(cè))。
程序在編譯期和函數(shù)分配內(nèi)存都是在棧上進(jìn)行，且程序運(yùn)行中函數(shù)調(diào)用時(shí)參數(shù)的傳遞也是在棧上進(jìn)行。
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1.堆和棧大小
定義大小在startup_stm32f2xx.s (這個(gè)地方應(yīng)該是有錯(cuò)，定義的大小是在startup_stm32f10x_hd.s，也就是啟動(dòng)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 //這里就是分配的堆空間大小
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
2.堆和棧位置
通過(guò)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)
顯然 Cortex-m3資料可知：__initial_sp是堆棧指針，它就是FLASH的0x8000000地址前面4個(gè)字節(jié)（它根據(jù)堆棧大小，由編譯器自動(dòng)生成）
顯然堆和棧是相鄰的。
3.堆和棧空間分配
棧：向低地址擴(kuò)展
堆：向高地址擴(kuò)展
顯然如果依次定義變量，先定義的棧變量的內(nèi)存地址比后定義的棧變量的內(nèi)存地址要大先定義的堆變量的內(nèi)存地址比后定義的堆變量的內(nèi)存地址要小
4.堆和棧變量
棧：臨時(shí)變量，退出該作用域就會(huì)自動(dòng)釋放
堆：malloc變量，通過(guò)free函數(shù)釋放
另外：堆棧溢出，編譯不會(huì)提示，需要注意
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如果使用了HEAP，則必須設(shè)置HEAP大小。
如果是STACK，可以設(shè)置為0，不影響程序運(yùn)行。
IAR STM8定義STACK,是預(yù)先在RAM尾端分配一個(gè)字節(jié)的區(qū)域作為堆棧預(yù)留區(qū)域。
當(dāng)程序靜態(tài)變量，全局變量，或者堆與預(yù)留堆棧區(qū)域有沖突，編譯器連接的時(shí)候就會(huì)報(bào)錯(cuò)。
你可以吧STACK設(shè)置為0,并不影響運(yùn)行。(會(huì)影響調(diào)試，調(diào)試會(huì)報(bào)堆棧溢出警告)。
其實(shí)沒(méi)必要這么做。
一般程序，（在允許范圍內(nèi)）設(shè)置多少STACK，并不影響程序真實(shí)使用的RAM大小，
(可以試驗(yàn)，把STACK設(shè)置多少，編譯出來(lái)的HEX文件都是一樣),
程序還是按照它原本的狀態(tài)使用RAM，把STACK設(shè)置為0，并不是真實(shí)地減少RAM使用。
僅僅是欺騙一下編譯器，讓程序表面上看起來(lái)少用了RAM。
而設(shè)置一定size的STACK，也并不是真的就多使用了RAM，只是讓編譯器幫你
檢查一下，是否能夠保證有size大小的RAM沒(méi)有被占用，可以用來(lái)作為堆棧。
以上僅針對(duì)IAR STM8.
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從以上網(wǎng)摘來(lái)看單片機(jī)的堆和棧是分配在RAM里的，有可能是內(nèi)部也有可能是外部，可以讀寫(xiě)；(堆在stm32是分配在SRAM中的)
棧：存函數(shù)的臨時(shí)變量，即局部變量，函數(shù)返回時(shí)隨時(shí)有可能被其他函數(shù)棧用。所以棧是一種分時(shí)輪流使用的存儲(chǔ)區(qū)，
編譯器里定義的Stack_Size，是為了限定函數(shù)的局部數(shù)據(jù)活動(dòng)的范圍，操過(guò)這么范圍有可以跑飛，也就是棧溢出；
Stack_Size不影響Hex，更不影響Hex怎么運(yùn)行的，只是在Debug調(diào)試時(shí)會(huì)提示錯(cuò)。棧溢出也有是超過(guò)了國(guó)界進(jìn)行
活動(dòng)，只要老外沒(méi)有意見(jiàn)，你可以接著玩，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(xiě)
單片機(jī)代碼在函數(shù)里定義一個(gè)大數(shù)組 int buf[8192]，棧要是小于8192是會(huì)死的很慘。
堆：存的是全局變量，這變量理論上是所有函數(shù)都可以訪問(wèn)的，全局變量有的有初始值，但這個(gè)值不是存在RAM里的，是
存在Hex里，下載到Flash里，上電由代碼（編譯器生成的匯編代碼）搬過(guò)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)，別人用只能通過(guò)他們管家借(malloc)，用完還得換(free)。所以
一旦有“霸道”的人出現(xiàn)是編譯器里必須定義Heap_Size，否則和他管家借也沒(méi)有用。
總之：堆和棧有存在RAM里，他兩各分多少看函數(shù)需求，但是他兩的總值不能超過(guò)單片機(jī)硬件的實(shí)際RAM尺寸，否則只能
到海里玩（淹死了）或是自己打造船接著玩(外擴(kuò)RAM)。
參考資料：
1 百度文庫(kù)《stm32堆棧分析》
http://wenku.baidu.com/link?url=Fk8ht47IULQFtxV43tc36LMSqDaGihhImEiVWmch-3nqRwRv2Arg9HUxU-JtQy8E64Kfiuhn0QghFpFQBFV9jdTRqpmMoaowX2DiMTGHC7u
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