计算机中的代码内存分布位置

其实在之前也写过类似的，不过那个时候只是一直半解，今天我就抽时间整合一下最近的理解。

在这里插一下栈中数组地址增长方向

栈的属性和数组地址的增长方向_栈区数组增长方向-CSDN博客

结合一下ARM Cortex M3 系列的架构来进行分析。

一般我们在使用keil这个软件进行编译时可以看到在编译成功后

这里红色框框里的其实就是

Code为程序代码部分 = 程序代码区(code)

RO-data 表示程序定义的常量 = 文字常量区

RW-data 表示已初始化的全局变量 = 栈区（stack）堆区（heap）全局区（静态区）（static）

ZI-data 表示未初始化的全局变量

单片机内存被总分为flash(rom)和sram（ram），flash里面的数据掉电可保存，sram中的数据掉电就丢失，sram的执行速度要快于flash，flash容量大于sram。一般下载的时候都是下载在FLASH里。

接下来我们再看一下下面这个图

这就是在代码中变量的存放位置。其实总共就分五个区，分别为栈区、堆区、全局区、代码区、常量区。

1.栈区：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。当调用函数的时候函数中定义的变量会被加到栈中，当函数离开的时候，被添加的变量会从栈中移除，栈在最高的地址上，所以添加的变量地址会逐渐变小，里面的内容可读可写。

2.堆区：一般由程序员分配和释放内存空间，例如我们在使用链表申请节点内存时，malloc函数申请的内存就是堆区的内存空间，使用完后要用free函数释放空间。里面的内容可读可写。

3.全局区/静态区：全局变量和静态变量就存放在这里，初始化且不为0的全局变量和静态局部变量在一块区域，这块区域我们称之为.data区。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，这块区域我们称之为.bss区。程序结束后由系统释放，是由系统管理的可读可写的内存。

4.常量区：该内存区存放的常量，数字常量、字符常量、字符串常量等，不允许修改，所以常量区的内存是只读的。

5.代码区：存放程序的二进制代码，代码区的内容也是只读型。

这两个图的对应关系为

放个代码辅助理解

#include <stdio.h>

const int read_only_variable = 2000;

int data = 500;

void my_function(void)
{
    int x = 200;
    char *str = "string";
}

在上述代码中
read_only_variable 是一个用 const 修饰的全局变量，它是只读的，存放在 flash 中的只读数据区域，编译器会给 read_only_variable 分配一个地址，并将 2000 这个数据存放到常量区。

data 这个变量将存放到 RAM 中的RW区域中 (后面将会进行详细讲解)，但是 data 后面的初始值 500 将会被存放到数据复制区域中，也就是上图中从下往上的第三个区域。

在 my_function 中的变量 x 将会被存放到 RAM 中的堆栈中，将 x 赋值为 200 ,200 将被存储到 flash 里的 Text 中的常量区 (Literal Valu) 中。

str 是一个 char 型的指针变量，它指向的是字符串第一个字符存放的位置。

然而对于字符串 string 来讲，它是存放在Text常量区的，所以指针变量指向这个区域的一个地址，但是因为它终归中局部变量，它指向 Flash 的一个地址，但是其本身还是存放于 RAM 中的堆栈上的。

再举一个例子

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int data_var = 500;
int bss_var0;
int bss_var1 = 0;
static int static_var;

void my_function(void)

{

    static int static_var1 = 0;
    int stack = 0;
    char *buffer;
    const int value = 1;
    buffer = malloc(10);
}

上述变量的命名已经很清楚地表明了变量处于 RAM 中的哪一个段，datavar 是已经初始化的全局变量，存放在 RAM 的 data 区，bssvar0 和 bssvar1是未初始化和初始化为0的全局变量，他们都存放于 RAM 中的 bss段，由 static 修饰的staticvar 和 static_var1 都存放于 bss段，区别只在于两个变量的作用域不同。stack 是在函数内部定义的局部变量，其存放于 RAM 的栈区域，用 const 修饰的局部变量 value ,虽然他是只读的，但是它是存储于 RAM 中的栈中的，这里也说明一点，并不是所有用 const 修饰的变量都是存放于只读变量区的（const全局变量存储在只读数据段，编译期最初将其保存在符号表中，第一次使用时为其分配内存，在程序结束时释放，例如：val_c；const局部变量存储在栈中，代码块结束时释放，例如：val_j。）。buffer指针变量用 malloc 函数申请了 10 字节的内存空间，那这10字节的内存空间位于堆中。

函数指针参数

当调用 set 函数时，将一个常量整数的地址传递给函数参数 A，这个常量整数可以存储在不同位置。以下是一些示例：

常量整数存储在栈上：

#include <stdio.h>

int set(const int *A) {
    printf("Value at address: %d\n", *A);
    return 0;
}

int main() {
    const int num = 10;  // 常量整数存储在栈上
    set(&num);  // 将常量整数的地址传递给 set 函数
    
    return 0;
}

常量整数存储在全局数据段：

#include <stdio.h>

const int globalNum = 20;  // 全局常量整数

int set(const int *A) {
    printf("Value at address: %d\n", *A);
    return 0;
}

int main() {
    set(&globalNum);  // 将全局常量整数的地址传递给 set 函数
    
    return 0;
}

3、常量整数存储在堆上：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int set(const int *A) {
    printf("Value at address: %d\n", *A);
    return 0;
}

int main() {
    const int *ptr = (int*)malloc(sizeof(int));  // 分配内存存储常量整数
    *ptr = 30;  // 设置常量整数的值
    
    set(ptr);  // 将常量整数的地址传递给 set 函数
    
    free(ptr);  // 释放动态分配的内存
    
    return 0;
}

对于函数中被 const 修饰的参数，其存放位置取决于参数的类型和传递方式。一般来说，const 修饰的参数可能存放在以下几个位置：

栈上：如果参数是通过值传递（pass by value）或者以引用（指针）方式传递，并且函数内部并不修改该参数的值，那么这个参数通常会存放在栈上，即在函数调用时被压入栈中。
只读数据段：对于全局常量或静态常量作为参数并且被声明为 const 的情况，这些常量参数可能会存放在程序的只读数据段中，以确保在函数内部不会被修改。
堆上：如果参数是指向动态分配内存的指针，并且被声明为 const，那么这个指针可能指向堆上存储的数据，因为动态分配的内存是在堆上分配的。

计算机中的代码内存分布位置

猜你喜欢