提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考
堆栈管理
内存中有专门的堆栈空间,函数中的局部变量是保存在栈中的,而malloc申请的动态内存则是在堆空间中分配的。
- 静态内存:地址空间中,地址已固定,在程序运行时不再变化;
- 动态内存:malloc申请内存
用户malloc申请的内存一般被称为堆内存 heap
函数调用过程中的内存被称为栈内存stack
1.栈的管理
栈是一种数据结构,特点是FIFO先进后出,可以想象一下子弹上膛,先上的子弹最后打出。
栈有两种操作:入栈push和出栈pop。它俩都靠栈指针SP维护。
在嵌入式系统的启动代码中,会看到系统一上电开始运行的都是汇编代码,在跳到第一个C语言函数运行之前,都要先初始化栈空间。
在linux中通过下面命令查看核设置栈大小
bash
ulimit -s //查看栈大小,单位KB
ulimit -s 4096 //设置栈大小为4MB
下面是一个让栈溢出的简单程序
c
#include <stdio.h>
int main()
{
char a[8*1024*1024];
int i;
printf("hello world!\n");
return 0;
}
数组a保存在栈中,占了8MB栈空间,一下子把进程的栈空间耗光了,其他局部变量就没有空间存储,就发生了栈溢出。
c
# ./a.out
Segmentation fault (core dumped)
注意下面几点:
- 尽量不在函数中使用大数组
- 函数嵌套不可太深
- 递归层数不可太深
函数内的局部变量、传递实参都在栈中。函数的栈空间称为栈帧FP。每个栈帧用两个寄存器FP和SP维护。FP指向栈底,SP指向栈顶。
1.1 变量的作用域总结:
全局变量作用域:
- 全局变量的作用域由文件来限定
- 可使用extern扩展,被其他文件引用
- 可以用static进行限制,只能在本文件中被引用
局部变量作用域:
- 局部变量的作用域由{}限定
- 可以用static修饰局部变量来改变他们的存储属性(生命周期),但不能改变其作用域
2.堆内存管理
堆是linux进程空间中一片可动态扩展或者缩减的内存区域。
申请和释放堆内存可使用malloc()和free()这对函数。这对函数在C标准库中定义。
c
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);
void free(void *ptr);
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
void *realloc(void *ptr, size_t size);
malloc:在堆空间申请一块内存,返回用户一个指向这块内存的指针
calloc:在堆内存中申请nmemb个单位长度为size的连续空间,并初始化这块内存为0;
realloc:当申请内存不够,可以用realloc动态调制内存块的大小
使用malloc()、calloc()、realloc(0后,都要用free(),否则内存泄漏。
2.1 堆内存特点
- 堆内存是匿名的,一般通过指针访问
- 在函数运行中,对函数栈帧的内存访问也一般通过栈指针FP或者SP相对寻址访问
- 堆内存申请后要释放,malloc和free
- 栈内存由编译器维护,函数运行时开辟一个栈帧空间,运行结束栈帧空间随之销毁释放
3. 参考资料
《嵌入式C语言自我修养从芯片.pdf》