什么是代码区、常量区、静态区（全局区）、堆区、栈区？
什么是代码区、常量区、静态区（全局区）、堆区、栈区？
一直对这些区搞不清楚，每次听到这些区头都大了，感觉很混乱。下面就结合STM32内核来具体讨论分析这些区到底是什么回事，每种关键字定义的变量又到底是存在什么区。
如下图，是自己总结的内存分区的示意图。一般内存主要分为：代码区、常量区、静态区（全局区）、堆区、栈区这几个区域。代码区：存放程序的代码，即CPU执行的机器指令，并且是只读的。 常量区：存放常量(程序在运行的期间不能够被改变的量，例如: 10，字符串常量”abcde”， 数组的名字等) 静态区（全局区）：静态变量和全局变量的存储区域是一起的，一旦静态区的内存被分配, 静态区的内存直到程序全部结束之后才会被释放 堆区：由程序员调用malloc()函数来主动申请的，需使用free()函数来释放内存，若申请了堆区内存，之后忘记释放内存，很容易造成内存泄漏 栈区：存放函数内的局部变量，形参和函数返回值。栈区之中的数据的作用范围过了之后，系统就会回收自动管理栈区的内存(分配内存 , 回收内存),不需要开发人员来手动管理。栈区就像是一家客栈，里面有很多房间，客人来了之后自动分配房间，房间里的客人可以变动，是一种动态的数据变动。 下面结合STM32内核和代码实际测试各关键字存储的区域和特点。 本文使用是STM32L152芯片，keil V5环境下默认的内存配置见下图： 默认分配的ROM区域是0x8000000开始，大小是0x20000的一片区域，那么这篇区域是只读区域，不可修改，也就是存放的代码区和常量区。 默认分配的RAM区域是0x20000000开始，大小是0x4000的一片区域，这篇区域是可读写区域，存放的是静态区、栈区和堆区。该芯片的内部分区如下图所示： 代码区的地址:函数的地址,程序的入口地址，程序的名字 函数的名称也是一个指针，可以通过查询函数名称所处的内存地址，查询函数存放的区域。可以看到main函数确实存放在0x08002e81这片地址区域，在代码区中。这句代码和char *p; p= “abcdef”;是等价的。 上面的两种定义方式的具体意思是：定义一个char * 型的指针p,p存放的是字符串常量”abcdef”的首地址，字符串常量”abcdef”是存放在常量区的，也就是p是指向常量区的。那么p指向的区域里面的内容是不可以得修改，只可以 *p来读取p指向的内容，当然也可以把指针p移走，指向其他区域。 
可以看到，abcdef字符串常量存放在0x08002ecc区域，p指针指向该区域，并把p指针移走指向qwedma字符串常量的首地址0x08002ee0。当尝试修改p指向的第一个字符，即把qwedma修改为1wedma，发现打印出来的内容并未改变，常量区的内容不可以改变。继续看这句 char str[] = “abcd”;这句话是定义了一个字符数组，但是这个str数组是存放在栈区的，然后再把字符串常量”abcd”拷贝到栈区的str数组内，那么此时的str是可以修改的。
可以看到str是指向栈区的地址：0x200007c0，且指向的内容可以被修改，第一个字符a被修改为e。
a是静态全局变量，b静态局部变量，c是全局变量，它们都存放在静态区；a和c并未初始化，打印出来都是0,说明编译器自动把他们初始化为0；b在for循环中初始化5次，但实际效果是b仅初始化一次，后面每次调用b都是上次的值，且b的地址一直是不变的，编译器只会为第一次初始化的b分配内存，后面4次初始化是无效的。堆区是调用malloc函数来申请内存空间，这部分空间使用完后需要调用free()函数来释放。 void * mallc(size_t);函数的输入是分配的字节大小，返回是一个void*型的指针，该指针指向分配空间的首地址，void *型指针可以任意转换为其他类型的指针。
int *p1=malloc(4);语句是申请了4个字节的空间，空间的首地址赋给指针p1，可以看到这个首地址是0x200003e8，存在是堆区； printf(“0x%p\n”,&p1);指针p1本身也是需要存放的，p1本身是存放在栈区的0x200009d0; free(p1);内存释放函数 free(开辟的内存的首地址) ，将内存标记为可用且将里面的内容清空为0，但指针p1还是指向这片空间。比较安全的做法是p1 = NULL;把p1指针释放，避免造成野指针。
p2的地址是大于p1的地址，验证堆区是向上生长的，后申请的空间地址会依次增加。栈区由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、返回值和局部变量，在程序运行过程中实时分配和释放，栈区由操作系统自动管理，无须手动管理。栈区是先进后出原则，即先进去的被堵在屋里的最里面，后进去的在门口，释放的时候门口的先出去。
可以看到后定义的局部变量b地址是比a小的，即栈区是向下生长的; a变量没有进行初始化，打印出的a是垃圾值，编译器不会把局部变量初始化为0。但是，需要注意：如果你运行于debug调试模式，运行时机制会把你的栈空间全部初始化为0，这就是解释了为什么平时在debug时看到的未初始化的局部变量初始值是0.使用局部变量时，尽量要先进行初始化，避免垃圾值造成错乱。小端模式（little-endian）：低位字节存在低地址上，高位字节存在高地址上； 大端模式（ big-endian）：低位字节存在高地址上，高位字节存在低地址上，刚好与小端模式相反。 另：网络字节序：TCP/IP各层协议将字节序定义为Big-Endian，因此TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络字节序
低字节21放在低地址，高字节87放在高地址，与小端模式相符。keil软件勾选上生成批处理文件，在keil编译完成后，可以查看到代码和定义的数据所占的字节大小。
RO-data 代表只读数据，程序中所定义的常量数据和字符串等都位于此处，即常量区； RW-data 代表已初始化的读写数据，程序中定义并且初始化的全局变量和静态变量位于此处，一部分静态区（全局区）； ZI-data 代表未初始化的读写数据，程序中定义了但没有初始化的全局变量和静态变量位于此处，另一部分的静态区（全局区）。ZI英语是zero initial，就是程序中用到的变量并且被系统初始化为0的变量的字节数，keil编译器默认是把你没有初始化的变量都赋值一个0，这些变量在程序运行时是保存在RAM中的。 Total ROM Size (Code RO Data RW Data)这样所写的程序占用的ROM的字节总数，也就是说程序所下载到ROM flash 中的大小。为什么Rom中还要存RW，因为掉电后RAM中所有数据都丢失了，每次上电RAM中的数据是被重新赋值的，每次这些固定的值就是存储在Rom中的，为什么不包含ZI段呢，是因为ZI数据都是0，没必要包含，只要程序运行之前将ZI数据所在的区域一律清零即可，包含进去反而浪费存储空间。1. 将RW从ROM中搬到RAM中，因为RW是变量，变量不能存在ROM中。 2. 将ZI所在的RAM区域全部清零，因为ZI区域并不在Image中，所以需要程序根据编译器给出的ZI地址及大小来将相应得RAM区域清零。ZI中也是变量，同理：变量不能存在ROM中。 在程序运行的最初阶段，RO中的指令完成了这两项工作后C程序才能正常访问变量。否则只能运行不含变量的代码。著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2022-08-02
最近编辑：2年前
