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参考： 麦子学院-嵌入式C语言高级-内存空间
2-3 : C语言内存空间的使用-数组
内存分配的一种形式
数组的定义及初始化
定义一个空间:
1、大小
2、读取方式
数组名[]:升级为连续空间的名称， [m]的作用域只在申请的时候起作用
每个多大？数组名前定义数据类型，按int 还是char进行切割？
数组名是地址常量符号，地址常量标签；一定不要放在等号左边
char buff[100]；
buf = “hello world!” //该语法错误，不能赋值给常量。
int a[100]; //空间申请的一种方式
数据会有越界问题
a[10] a是门牌号，是常量，a的属性已定。而指针是内存，可变。
数组空间的初始化
空间的赋值
按照标签逐一处理
int a[10]: [0-9]
a[0]= xx;
a[1]= yy;
程序员这样赋值,工作缗比较大，能不能让编译器进行一些自动处理，帮助程序员写如上的程序
空间的第一次赋值
->空间定义时,就告知编译器的初始化情况,空间的第一次赋值，初始化操作
int a[10] = 空间; //调用标准库或者逐一拷贝，和普通变量初始化有本质不同
c语言本身，CPu内部本身一般不支持大空间和大空间的拷贝
int a[10] = {10,20,30} //3个B,3个字节。
=====>拷贝的过程，CPU做了，a[0] = 10; a[1] = 20; a[2] = 0
和逐一赋值是一样的，{}代表空间的限制块
数组空间的初始化和变量的初始化本质不同，尤其在嵌入式的裸机开发中，空间的初始化往往需要库函数的铺助。
char
char buf[10] = {‘a’,‘b’,‘c’} //a是8b，占1个B,共占3个字节
buf当成普通内存来看，没有问题
buf当成一个字符串来看，最后加上一个’\0’或者0
字符串的重要属性是，结尾一定有一个’\0’(内存中0的表示形式)
char buf[10] = {“abc”}; //编译器看到"“自动加0
char buf[10] = “abc”; //执行后，系统中有2个abc，一个是"abc”(常量)，一个是buf的变量-字符串"abc"，=号完成常量向变量去拷贝。buf可变，可操作。不能改变abc
本质区别于：char p = “abc”; //指向"abc"的指针，buf可变，但p不变
buf[2] = ‘e’ //可行， p[2] = ‘e’ //不行，出现段错误，因为p指向常量，不能修改
示例:
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("the x is %x\n","abc"); //显示的是内存地址
return 0;
}
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the x is 409020
char buf[]=“abc”; //4个字节，因为还有0
char buf[10] = “abc”;
buf = “hello world!” //buf是常量标签，不能修改，故编译错误，标签不能变
第二次内存初始化，赋值？
逐一处理 buf[0] = ‘h’ ,…buf[n+1] = 0;
strcpy（工程禁用）, strncpy（推荐）
一块空间,当成字符空间，提供了一套字符拷贝函数
字符拷贝函数的原则:
内存空间和内存空间的逐―赋值的功能的一个封装体,一旦空间中出现了0这个特殊体，则函数拷贝结束。
strcpy()
标准函数代码中会嵌入一些汇编语言，开发过程中效率进一步提高。
嵌入式开发工程师：根据CPU的体系结构不同以及CPU的能力，这段程序是可以改变的，能够更加优化。
char buf[10] = “abc”;
strcpy(buf,“hello world”); //完成复制，并自动加入"\0"结束标志
当"hello world*********"等待复制的字符串会一直copy，典型的内存泄漏，工程不能使用，只能用strncpy，控制复制长度，限制拷贝数量。
非字符串空间
字符空间
ASCII码编码来解码的空间，–》给人看
%s abc ‘a’ ‘b’ ‘c’
'\0’作为结束标志
非字符空间
数据采集 采集0x00-0xff 8bit
开辟一个存储这些数据的盒子，
定义时用
char buf[10]; ----》string
有歧义，怎么能保证完全是数据？
采集过来的只有位的概念，和符号无关，
必须定义为unsigned char buf[10]; ----》一定是最小data单位
unsigned char *p = sensor_ base;
strcpy(buf,p);//此方法这里不适用，看到\0才停止，存在非常不合理的风险，
所有，非字符串空间只管逐一拷贝，结束在哪里？只能是定义个数。
拷贝三要素：
1、src
2、dest
3、个数（sizeof）
memcpy
int buf[10];
int sensor_buf[100];
memcpy(buf,sensor_buf,10sizeof(int)); //非单字节空间是，需sizeof
unsigned char buf1[10];
unsigned char sensor_buf[100];// 00 00 00 23 45 78
// strncpy(buf,sensor_buf,10) //拷贝不成功，因为数据00开头
memcpy(buf,sensor_buf,10*sizeof(unsigned char)); //10个字节（数据空间），对应10个内存单位，这里正好一一对应，书写规范要求带sizeof
先找对象（有无符号），再确定操作。
指针与数组
指针数组
建立与二维指针的关系，哪种好理解，记哪个
*a[100] //*代表a的属性
char *a[100];
sizeof(a) = 100 * 4; //一个地址4个字节
char **a;
数组名的保存
定义一个指针，指向int a[10]的首地址
定义一个指针，指向int b[5][6]的首地址
int *p1 = a; //这种写法是合理的，p指针定义读内存的方法是int，4个字节一组，读取，与原数据定义一致,2个内存读取的方式一样，就不会报警告或者错误。
int **p2 = b; //错误方法
示例代码
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[10];
int b[5][6];
int *p1 = a;
int **p2 = b; //提示警告，因为二维数组与二维指针没有任何关系
}
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// 2.c: In function 'main':
// 2.c:10:16: warning: initialization from incompatible pointer type [enabled by default]
二维数组不是按基本的数据类型读内容，因为每行中的列不同，上例中，每移动一行的指针，内存跨度为4*6=24B，是一块一块的内存。
正确写法为：int (*p)[6]; //*p是整体，[6]每行二维数组的列数。
故示例中应改为：
int (*p2)[6] = b; //在内存中指针移动或指代的方式根据之前的int和之后的[]修饰
int b[2][3][4]
int (*p)[3][4];
2-4 : C语言内存空间的使用-结构体
字节对齐
出于CPU效率的考虑，牺牲一点空间换取时间的效率。
这样的解决方案又称为字节对齐，32bit对齐。
示例
#include <stdio.h>
struct abc
{
char a;
int b;
};
int main()
{
struct abc buf;
printf("the buf is %lu\n",sizeof(buf)); //8个字节
};
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the buf is 8
打包顺序的影响
最终结构体的大小一定是4的倍数
结构体成员变量顺序不一致，也会影响他们的大小
可以由低2位对齐，满足效率要求。
示例
#include <stdio.h>
struct abc
{
char a;
short e;
int b;
};
struct my
{
char a;
int b;
short e;
};
int main()
{
struct abc buf1;
struct my buf2;
printf("the buf1 is %lu\n",sizeof(buf1)); //8个字节
printf("the buf2 is %lu\n",sizeof(buf2)); //8个字节
};
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the buf1 is 8
// the buf2 is 12
内存分布图
内存的属性
1、大小
2、在哪里
int a; //默认方式进行最终的定位，放置的区域叫section（分段）的概念
编译—》汇编―–》链接
*.o build
#include <stdio.h>
int a; //主函数体外，可看成是全局变量，存放位置离mian的空间较近
int main()
{
//int a; //临时的，当函数完成后，会销毁，存放位置也相对较高
a = 0x10;
printf("the a is %p\n",&a);
printf("the main is %p\n",main);
return 0;
};
// 局部变量：
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the a is 000000000064FE2C
// the main is 0000000000401500
// 全局变量：
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the a is 000000000040D3C8
// the main is 0000000000401500
内核空间 应用程序不许访问，看也不行
----------------3G
栈空间（局部变量）
运行时的堆空间（malloc申请的空间）
全局数据空间 （初始化的空间，未初始化） data bss
只读数据段 "hello world" TEXT段
代码段 code（只读） TEXT段
0x0;
#include <stdio.h>
int b = 100; //主函数体外，可看成是全局变量，存放位置离mian的空间较近
int fun()
{
static int a = 100;
return a++;
}
int main()
{
static int a;
unsigned char *p;
a = 0x10;
printf("the a is %p\n",&a);
printf("the main is %p\n",main);
p = (unsigned char *)main;
printf("the p[0] is %x\n",p[0]);
p[0] = 0x12; //操作这样属性的区域，会报错：segmentation fault
printf("+++++ the p[0] is %x\n",p[0]);
return 0;
};
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the a is 000000000040C030
// the main is 0000000000401519
// the p[0] is 55
// 无显示
示例代码：
#include <stdio.h>
int b = 100; //主函数体外，可看成是全局变量，存放位置离mian的空间较近
int fun()
{
static int a = 100;
return a++;
}
int main()
{
static int a;
unsigned char *p;
char *p1 = "helao world";
a = 0x10;
printf("the p1 is %s\n",p1);
printf("the string address is %p\n","helao world");
p1[3] = 'l';
printf("the p1 is %s\n",p1);
// printf("the a is %p\n",&a);
// printf("the main is %p\n",main);
// p = (unsigned char *)main;
// printf("the p[0] is %x\n",p[0]);
// p[0] = 0x12; //操作这样属性的区域，会报错：segmentation fault
// printf("+++++ the p[0] is %x\n",p[0]);
return 0;
};
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the p1 is helao world
// the string address is 0000000000409020
// 无显示
示例3
```C
#include <stdio.h>
// int b = 100; //主函数体外，可看成是全局变量，存放位置离mian的空间较近
int fun()
{
static int a = 100;
return a++;
};
int main()
{
static int a;
unsigned char *p;
//char *p1 = "helao world";
const int b = 0x12345678; //b只读变量
a = 0x10;
char *p1 = &b;
printf("the p1 is %x\n",p1);
printf("the string address is %p\n","helao world");
p1[3] = '0';
printf("the p1 is %x\n",p1);
return 0;
};
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// 2.c: In function 'main':
// 2.c:17:16: warning: initialization from incompatible pointer type [enabled by default]
// the p1 is 64fe24
// the string address is 000000000040902E
// the p1 is 64fe24
// E:\temp>size 2.exe
// text data bss dec hex filename
// 30936 2864 5136 38936 9818 2.exe
示例4：同样的字符串增加字符前后堆空间分布
#include <stdio.h>
// int b = 100; //主函数体外，可看成是全局变量，存放位置离mian的空间较近
int fun()
{
static int a = 100;
return a++;
};
int main()
{
static int a;
unsigned char *p;
char *p1 = "helao world";
const int b = 0x12345678; //b只读变量
a = 0x10;
printf("the p1 is %s\n",p1);
printf("12345678the string address is %p\n","helao world"); //对独一无二的字符串加上1234
p1[3] = 'l';
printf("the p1 is %s\n",p1);
return 0;
};
// text（代码） data（数据） bss（未初始化信息） dec hex filename
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the p1 is helao world
// the string address is 0000000000409020
// E:\temp>size 2.exe
// text data bss dec hex filename
// 30952 2864 5136 38952 9828 2.exe
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the p1 is helao world
// 1234the string address is 0000000000409020
// E:\temp>size 2.exe
// text data bss dec hex filename
// 30952 2864 5136 38952 9828 2.exe
// E:\temp>cd "e:\temp\" && gcc 2.c -o 2 && "e:\temp\"2
// the p1 is helao world
// 12345678the string address is 0000000000409020
// E:\temp>size 2.exe
// text data bss dec hex filename
// 30984 2864 5136 38984 9848 2.exe
size命令
# E:\temp>size 2.exe
# text data bss dec hex filename
# 30984 2864 5136 38984 9848 2.exe
# E:\temp>strings 2.exe //显示双引号内的字符
# ffffff.
# ATUWVSH
# T$ E
# t5H9
# [^_]A\
# fff.
# D$ tv
# D$(H
# T$ H
# L$ H
# L$(H
# fffff.
# ATUWVSH
# [^_]A\
# ......
static int a; 放在bss空间中，而默认值是auto。
可以认为是：局部访问的全局数据段标识，仅在函数中起作用，但是存放位置还是在全局的数据空间。
查看内存分配命令可以用：nm 2.exe >>2.txt
堆空间
运行时的，函数内部使用的变量，生存周期为，函数一旦返回就释放，生存周期是函数内。
运行时可以自由分配、自我管理或释放的空间。生存周期由程序员来决定。
分配
malloc(),一旦成功，返回分配好的地址，我们只需要接受即可。对于这个新地址的读取方法由程序员指定。
输入参数指定分配的大小,单位是B
char *p;
p = (char *)malloc(100);
if (p == NULL){
error
}
int a[5]; malloc(5*sizeof(int))
存在泄漏风险的代码示例
void fun()
{
char *p;
p = (char *)malloc(100);
return；
}
这个函数中的p当函数执行完毕时，还是指向malloc已申请的空间（未释放），存在泄漏风险。
解决方式：free。
释放(与分配配对执行)
free§;