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[跟我学嵌入式开发] 堆和栈

作者： 时间：2016-11-28 来源：网络
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图 3
对于堆我们已经知道了必须调用相应的API来分配内存，那从栈空间分配内存也需要调用API吗？答案是通常不需要，为什么是通常？因为，在有的平台上（Linux上就是）提供栈空间的分配API，即这种API被调用时，是从调用任务的栈空间中分配内存的。对于这一功能，在嵌入式系统中使用得非常的少，我也不建议大家使用。对于下面的代码，mem_main、mem_foo和mem_bar的大小是4K字节（假设int类型的大小是4字节），这些内存就是自动（注意是自动）分配在运行任务的栈上的。我们假设某个任务当前所使用的栈是零字节，当这一任务运行到main中且没有进入foo ()时，其所占用的空间大小是大约4K字节，之所以用大约这个词，是因为函数的调用还有其它的栈开销。一旦任务运行进入foo ()函数但没有进入bar ()函数，那么所占用的栈的大小就变为大约8K字节。同样的，如果程序运行进入bar ()函数，那么所占用的栈空间大约就是12K字节了。
00001:voidbar()
00002:{
00003:intmem_bar[1024];
00004:// application logic
00005:}
00006:
00007:voidfoo()
00008:{
00009:intmem_foo[1024];
00010:bar();
00011:}
00012:
00013:intmain()
00014:{
00015:intmem_main[1024];
00016:foo();
00017:return 0;
00018:}

如果程序继续运行，从bar ()函数返回到foo ()函数中，那么其所占用的栈空间就从大约12K字节变成了大约8K字节了。相类似的是，如果程序从foo ()函数中返回到main ()函数，那么所占用的栈空间又变为大约4K字节了。对于嵌入式系统开发，由于任务栈通常都比较的小，那这告诉我们什么呢？我想有以下几点需要注意。
1）函数的调用深度越是深，由于每一级的函数通常都会有局部变量，那么所使用的栈空间也会累积得越大。
2）递归调用需要的栈空间会相对的大（视具体的情况），在嵌入式系统中也建议少用。
3）我们应当尽可能的不要在函数中定义占用内存空间较大的局部变量。

下面，我们总结一下堆与栈的区别，它们是：
1）堆是大家共享的。任务可以通过调用API来从堆中分配内存空间。
2）栈是任务所独有的。在嵌入式系统中，当一个任务创建起来后其栈空间的大小往往是定了的。函数中的局部变量是由编程语言自动从栈上分配的，我们不需要调用API进行空间分配。

最后我有一个问题留给读者您，这个问题是：
前面的讲解中，我们说任务的栈是由操作系统的任务创建API从堆中分配出来的，那栈是否也可以位于.data段或是.bss段中呢？为什么？

答案
由于堆从本质上说来就是一块内存，由于在C语言中一块内存可以从堆中分配，也可以从.data段或是.bss段中分配。因此，任务的栈也是可以从这三块内存中分配获得，也就是说最终的答案是：可以。

你或许还想看一看《程序中的段》。

如果你觉得本文的哪些地方需要改进或是存在一些不明白的地方，请留言。如果你想参与讨论嵌入式系统开发相关的话题，请加入技术圈（g.51cto.com/UltraEmbedded）。
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关键词： 嵌入式开发堆和

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