一、预备知识—程序的内存分配
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其
操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回
收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。
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
一块区域。 - 程序结束后由系统释放。
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
二、例子程序
这是一个前辈写的,非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456/0在常量区,p3在栈上。
static int c =0; 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456/0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"
优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。 例如,声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空
间
heap:
需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = new char[10];
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
申请后系统的响应
栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢
出。
堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,
会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表
中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的
首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。
另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部
分重新放入空闲链表中。
2.3申请大小的限制
栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意
思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有
的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将
提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储
的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小
受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
2.4申请效率的比较:
栈由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈是
直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。
2.5堆和栈中的存储内容
栈: 在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可
执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈
的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地
址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。
堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。
2.6存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;
但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如:
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到
edx中,再根据edx读取字符,显然慢了。
2.7小结:
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:
使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就
走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自
由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由
度大。 (经典!)
分享到:
相关推荐
1. **栈区(Stack)** 栈是程序运行时由编译器自动分配和释放的内存区域。它遵循“先进后出”(LIFO,Last In First Out)的原则,主要用于存储函数参数值和局部变量。栈的操作速度快,因为它由硬件直接支持。栈的...
The ARM C library provides multiple implementations of the function __user_setup_stackheap(), and can select the correct one for you automatically from information given in a scatter file. To select ...
xTaskHandle1 = xTaskCreate(vTask1, "Task1", configMINIMAL_STACK_SIZE * 2, NULL, tskIDLE_PRIORITY, NULL); // 创建其他任务... } ``` 然后在串口发送函数中添加类似以下的代码: ```c void USART_Transmit...
heap与stack 的区别, 讲解的很详细了 小细节需要把握仔细了
在C/C++编程中,内存管理是至关重要的一个部分,主要分为栈(stack)和堆(heap)两个区域。理解这两个概念以及它们的区别对于优化程序性能、避免内存泄漏至关重要。 栈是程序运行时系统自动分配的一块内存区域,...
首先,堆栈和heap的初始化是通过_USER_INITIAL_STACKHEAP函数进行的。这个函数在C库初始化阶段被调用,用于设定堆栈和heap的起始位置和大小限制。开发者可以使用C或汇编语言重写这个函数,返回heap的基地址、堆栈基...
首先,文档讲解了如何重新实现`_user_initial_stackheap()`函数来使用两个不同的存储区。在默认情况下,C库初始化代码会基于连接器生成的`Image$$ZI$$Limit`地址建立堆。然而,当使用分散加载时,连接器会调用用户...
"Java 中堆(heap)和堆栈(stack)的区别" Java 中堆(heap)和堆栈(stack)是两个不同的内存区域,分别用于存储不同的数据类型和对象。堆栈(stack)是 Java 中的一种内存区域,用于存储基本类型的变量和对象的...
以及“scatter-load file declares no heap or stack regions and __user_initial_stackheap is not defined”错误,这表明链接器未能找到`Main`符号或堆栈和堆的定义。解决此问题,通常在完成步骤1后,如果代码中...
**重定向函数**`_user_initial_stackheap()`在初始化过程中起着关键作用,它允许开发者定义堆栈和heap的起始地址及大小限制。此函数可以使用C语言或者汇编语言实现,并且必须返回以下参数: - `r0`:heap基地址 - ...
在ADS1.2中,通过重定向`_user_initial_stackheap()`函数,可以灵活地控制这两者的布局和大小。 此函数接受四个参数:heap基地址、堆栈基地址、heap长度限制值和堆栈长度限制值。通过这些参数,开发者可以精细地...
`_user_initial_stackheap` 是一个重要的C库函数,用于初始化堆栈和heap的位置。在链接过程中,如果使用scatter loading,必须重定义此函数,否则连接器会报错。 存储器模型方面,ADS提供了one-region和two-region...
- **ARM_LIB_STACKHEAP**:如果只需要一个混合的堆栈区域,可以定义名为ARM_LIB_STACKHEAP的单一执行区域。 #### 七、分散加载的使用时机 - 当标准链接器命令行选项无法满足对代码和数据放置的精细控制需求时,...
通常,这可以通过实现`__user_initial_stackheap()`函数来完成,该函数的主要任务是正确设置堆和栈的起始地址。例如,下面是一个简单的ARM汇编语言示例: ```assembly EXPORT __user_initial_stackheap __user_...
4. **初始化堆栈**:通过调用`__rt_stackheap_init()`建立堆栈。 5. **初始化C库函数**:调用`_rt_lib_init()`来初始化所有引用的C库函数。 6. **执行用户代码**:初始化完成后,控制权交给用户的`main()`函数,开始...
堆(heap)与栈(stack)是计算机内存管理中的两种基本数据结构,用于存储程序运行时产生的临时变量。在C语言中,这两种内存区域有非常明确的区分,对于理解程序的内存分配和回收具有重要意义。 首先,栈是一种特殊...
解决方案是将 startup.s 文件中的 _user_initial_stackheap 和 EXPORT _user_initial_stackheap 注释掉,以解决重复定义问题。 这些问题和解决方案可以帮助开发者更好地完成 lpc 2368 的 Keil MDK 移植。
EXPORT __user_initial_stackheap ``` 这些语句是把要给其他文件使用的标号声明。 接下来,我们看到 AREA directive: ``` AREA vectors,CODE,READONLY ENTRY ``` 这个语句声明了汇编文件的入口,整个文件是从...
然后,EXPORT关键字用于声明对外公开的符号,如bottom_of_heap、StackUsr、Reset和__user_initial_stackheap,它们是其他模块可以访问的全局变量或函数,比如堆的底部地址、用户栈的起点、复位处理函数以及用户栈和...