STM32 内存分配.md

参考文章

最近在做一个关于STM32 开发板的项目，对STM32 的内存分配没什么概念，网上查了许多资料，在此总结一下。

bss段：ZI-data

bss段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。
bss段属于静态内存分配。

data段：RW-data

数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。
数据段属于静态内存分配，static 声明的变量放在data段。

text段：Code和RO-data

代码段（code segment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。
这部分区域的大小在程序运行前就已经确定，并且内存区域通常属于只读(某些架构也允许代码段为可写，即允许修改程序)。
在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。

text和data段都在可执行文件中（在嵌入式系统里一般是固化在镜像文件中），由系统从可执行文件中加载；而bss段不在可执行文件中，由系统初始化。

堆(heap)：

堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）。

栈(stack):

栈又称堆栈，是用户存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧"{}"中定义的变量（但不包括static声明的变量，static意味着在数据段中存放变量）。
除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。
由于栈的先进先出(FIFO)特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。

程序占用ROM和RAM的大小

在Keil 完成对代码的编译后，会生成这样一行提示：

Program Size: Code=63454 RO-data=10026 RW-data=100 ZI-data=1060292  

Flash = Code + RO Data + RW Data;
RAM = RW-data + ZI-data;

程序本身需要占用的大小是RAM = RW-data + ZI-data，而堆栈的大小是程序开始运行后才能确定的，堆栈的内存占用就是在上面RAM分配给RW-data + ZI-data之后的地址开始分配的。那么堆和栈到底能占用多大呢，显然不能无穷大，他们的设置是在startup_stm32f4xx.s中设置的，

; 这里设置了栈的大小
; 1KB大小
Stack_Size      EQU     0x00000400

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp

; 这里设置了堆的大小
;  Heap Configuration
;     Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; 
; 2KB大小
Heap_Size       EQU     0x00000800

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size

堆和栈的大小都能根据实际需求进行裁剪，堆栈的大小在编译器编译之后是不知道的，只有运行的时候才知道。

Code 代表执行的代码，程序中所有的函数都位于此处。
RO-data 代表只读数据，程序中所定义的全局常量数据和字符串都位于此处。
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。
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。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。
在ARM的集成开发环境中，

1. 只读的代码段称为Code段，即上述的text段。
2. 只读的常量数据段，被称作RO Data段，即上述的.constdata段。

以上两个段统称为RO段（Read Only），它们和RW段，需要烧录到ROM或FLASH等非易失性器件中。

3. 可读可写的初始化了的全局变量和静态变量段，被称作RW Data段（Read Write)，即上述的.data段。
4. 可读可写的未初始化的全局变量和静态变量段，被称作ZI Data段（Zero Init），因为它们要被初始化为零，即上述的.bss段。

RW段需要烧录到ROM重，而ZI段则不用，但在运行时，它们都必须装载到可读可写的RAM中。
在我自己的项目中，ZI-data 上电后将地址映射成了0x6800 0000，这个地址是我们自定义的片外内存地址，在memory.c文件中定义，如下：

static char _sMemBulk[MEM_BULK_SIZE] __attribute__((at(0x68000000)))

定义的大小为

#define MEM_BULK_SIZE          (1 << 20)

也就是1024KB，这也就解释了为什么我们的代码编译后ZI-data会这么大，超过了1024KB的大小。