【嵌入式】Linux C编程——内存管理

数据在内存中的位置：

1、未初始化的全局变量：

未初始化的和初始化为0的全局变量全放在.bss段中。
bss类型的全局变量只占用运行时的内存空间，而不占用文件空间。在整个程序的运行周期内，bss数据是一直存在的。

2、初始化过的全局变量：

初始化为非零的全局变量存放在.data段内。
data类型的全局变量即占用文件空间，又占用运行时的内存空间。在整个程序的运行周期内，data数据一直存在。

3、常量数据：

常量数据通常放在.rodata内。

关于rodata数据，需要注意一下几点：

①、常量不一定存放在rodata里，有的立即数直接和指令编码在一起存放在代码段内；
②、对于字符串常量，编译器会自动去掉重复的字符串，保证一个字符串在一个可执行文件中只存在一份复制；
③、rodata在多个进程间是共享的，这样可以提高运行空间的利用率；
④、在有的嵌入式系统中，rodata放在ROM里，运行时直接读取，无需加载到RAM中；
⑤、在Linux中，可以通过XIP（就地执行）的技术，直接读取，无需加载到RAM中；
⑥、常量是不能修改的，修改常量在Linux下会出现错误。
由于rodata在只读的内存页面中，是受到保护的。任何试图对它的修改都会被及时发现，这样可以提高程序的稳定性。

4、代码段：

.text段用来存放代码（函数）和部分整数常量。

5、栈：

栈(stack)用于存放临时变量和函数参数。在通常情况下，栈向下（低地址）增长，每向栈中PUSH一个元素，栈顶就向低地址扩展，每从栈中POP一个元素，栈顶就向高地址回退。

6、堆：

堆是最灵活的内存，其生命周期完全由使用者控制。
标准C语言提供三个函数：

malloc：用来分配一块指定大小的内存；
realloc：用来调整/重分配一块存在的内存；
free：用来释放不再使用的内存。

使用堆时需要注意，malloc/free要配对使用。内存分配之后不释放称为内存泄漏，内存泄漏多了会造成“out of memory”的错误，再分配内存就会失败。
读写操作要在分配的内存范围之内，读多了就会读到随机的数据，写操作多了就会产生随机破坏，这两种情况被称为缓冲溢出。

内存的分配方式：

1、从静态存储区分配：内存在编译时就分配完成，这块内存在整个程序运行期间都存在；
2、在栈上创建：在执行函数时，函数内的局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时自动释放这些单元；
3、从堆上分配（动态内存分配）：程序在运行时通过malloc和free等申请和释放内存，由程序员自己负责。

野指针：

野指针不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针。

造成野指针的两种原因：

1、指针变量没有被初始化。任何指针变量在刚被创建的时候不会自动称为NULL指针，它的默认值是随机的，需要在创建时被初始化或者将指针设置为NULL；
2、指针被free或者delete之后，没有设置为NULL。free和delete只是将指针所指的内存释放掉，并没有将指针本身删除掉。