浅谈嵌入式MCU软件开发之内存分配详解 - 鱼鳞病

TUhjnbcbe - 2021/2/20 3:52:00

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内容提要

引言1.基于C语言的嵌入式MCU应用工程编译结果的代码和数据段(segment)概述1.1.text/.code段1.2.bss段1.3.data段1.4堆(.heap)1.5栈(.stack)2..text、.bss、.data、.heap和.stack段在嵌入式MCU内存中的空间分布3.链接器对全局符号的处理--强符号(StrongSymbols)与弱符号(WeakSymbols）3.1什么是强符号(StrongSymbols)和弱符号(WeakSymbols）3.2链接器对全局符号的处理规则和注意事项4.什么是.COMMON段及其与.bss段的关系4.1什么是.
　　.text/.code代码段（textsegment/codesegment）是用于存储程序执行代码的一块内存区域。

　　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，将SRAM属性定义为只读存储器(readonly)，也可以用作.text段的存储器)。

Tips：代码段中，除了用户程序代码(.code/.text)外,还包含以下只读的常数数据：

.const/.rodata段：存放const定义的只读数据.string段：存放字符串常量；.copy/.init段:存放有初始化值全局变量(.data段)的初始化值；1.2.bss段

　　.bss符号起始块段（bsssegment）是用于存储程序中初始化值为0或未初始化的全局变量的一块内存区域。

　　bss是英文BlockStartedbySymbol的简称。

　　bss段属于静态内存分配。

1.3.data段
　　.data数据段（datasegment）是用于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。其初始化值存储在Flash中，掉电不丢失，但运行时(runtime)地址在SRAM中。所以.data段占用相同大小的Flash和SRAM存储器地址空间。

.data段在每次MCU复位启动(startup)过程中，由启动代码完成初始化，从而保证，在进入main()函数后，第一次使用.data段中的全局变量时，初始化值是编程时设置的。1.4堆(.heap)　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）。

1.5栈(.stack)栈(.stack)又称堆栈，由C语言运行时自动分配和管理(通过嵌入式MCUCPU内核专用堆栈指针寄存器SP--StackPointor实现)，是C语言运行访问最为频繁的内存空间。

　　在函数中定义的局部变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）通常会被分配带栈中。

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返回给调用函数。

　　栈的压栈(push)和出栈(pop)具有后进先出(LIFO--LastInFirstOut)的特点，其保证了C语言程序函数调用和中断处理时的现场保护/恢复，从而使得嵌入式MCU中的应用程序可以正常工作。

　　从这个意义上讲，可将堆栈看成一个数据临时寄存和交换的内存区。

Tips：关于嵌入式MCU软件开发中C语言堆栈的使用，请参考如下