|
|
知识路径： > 嵌入式系统软件基础知识 > 嵌入式系统程序设计 > 嵌入式程序设计语言 > 嵌入式C/C++程序设计要求 > C程序设计基础 > 存储管理 >
|
|
相关知识点：2个
|
|
|
|
|
一个C程序在不同的系统中运行时，虽然对其代码和数据所占用的内存空间会有不同的布局和安排，但是一般都包括正文段（包含代码和只读数据）、数据区、堆和栈等。例如，在Linux系统中进程的内存布局示意图如下图所示。
|
|
|
|
|
|
|
|
（1）正文段中主要包括由CPU执行的机器指令，该存储区是只读区域，以防止程序由于意外事件而修改，该段也是可共享的，因此经常执行的程序在存储器中只需要有一个副本。
|
|
|
|
（2）数据区（段）分为初始化部分和未初始化部分，在程序中已初始化的全局变量和静态局部变量的存储单元在该区域。还有程序中未初始化的全局数据所占存储区域，常称为BSS段（来源于早期汇编程序的一个操作，即Block Started by Symbol），在程序开始执行之前，内核将此段初始化为0。
|
|
|
|
（3）栈是局部变量以及每次函数调用时所需保存的信息的存储区域，其空间的分配和释放由操作系统进行管理。每次函数调用时，其返回地址以及调用者的环境信息（例如某些寄存器）都存放在栈中。然后，在栈中为新被调用的函数的自动和临时变量分配存储空间。栈空间向低地址方向增长。
|
|
|
|
（4）堆是一块动态存储区域，由程序员堆分配和释放，若程序员不释放，则程序结束时由操作系统回收。堆空间地址的增长方向是从低地址向高地址。在C程序中，通过调用标准库函数malloc/calloc/realloc等向系统动态地申请堆存储空间来存储相应规模的数据，之后用free函数释放所申请到的存储空间。
|
|
|
|
当程序使用这些函数去获得新的内存空间时，系统首先在堆上进行内存空间的分配，操作系统一般需要维护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，寻找适用于所申请空间大小的堆结点，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用户程序。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free操作才能正确地释放本段内存空间。由于找到的堆结点大小不一定正好等于申请空间的大小，因此涉及到复杂的分配机制，需要进行系统调用，可能产生内存碎片以及用户态与核心态的转换等一系列问题。
|
|
|
|
对于内存受限的系统，应尽量避免使用动态内存分配，多采用静态内存分配，从而在程序编译时就能确定其运行时所需要的存储空间。
|
|
|
