通过案例分析MCU堆栈空间

strongerHuang 2025-04-20 08:20


关注+星标公众,不错过精彩内容

图片

作者 | strongerHuang

微信公众号 | strongerHuang


堆栈对于程序来说非常重要,程序能够快速运行,堆栈起到非常大的作用,但你了解堆栈吗?

概述

我们都知道堆栈位于RAM中,现在MCU的RAM相对较大(几十上百K),所以分配的堆栈也是足够大,很多人都不怎么关注这个堆栈的大小。


但是,以前MCU的RAM比较小,甚至1K都不到,所以,以前的工程师就比较关心堆栈的大小。


对于小项目而言,可能我们不用关心堆栈大小。


但是,如果项目大了,你就要注意了,你堆栈大小设置不合理,很有可能导致Fault


想要知道堆栈有多大才合适,你就需要明白堆栈的作用,下面让大家进一步了解堆栈。


关于堆栈

我们先看一下两点经典的知识。


1.程序的内存分配

一个由C/C 编译的程序占用的内存分为以下几个部分:

栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。


堆区(heap):一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式类似于链表。


全局区(静态区)(static):全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。


文字常量区:常量字符串就是放在这里的,程序结束后由系统释放。


程序代码区:存放函数体的二进制代码。


2.经典例子程序


int a = 0;              //全局初始化区char *p1;               //全局未初始化区main(){  int b;                //栈  char s[] = "abc";     //栈  char *p2;             //栈  char *p3 = "123456";  //123456\0在常量区,p3在栈上。  static int c =0;//全局(静态)初始化区  p1 = (char *)malloc(10);  p2 = (char *)malloc(20);   //分配得来得1020字节的区域就在堆区。  strcpy(p1, "123456");      //123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。}

单片机堆栈

从上面的描述可以看得出来,在代码中是如何占用堆和栈的。


可能很多人还是无法理解,这里再结合STM32的开发过程中与堆栈相关的内容来进行讲述。


1.如何设置STM32的堆栈大小?

这个问题在文章STM32的启动流程到底是怎样的?中讲述了在MDK-ARM、IAR EWARM,以及使用STM32CubeMX设置堆栈大小的方法


2.栈(Stack)

STM32F1默认设置值0x400,也就是1K大小。

Stack_Size    EQU     0x400

函数体内局部变量:
void Fun(void){  char i;  int Tmp[256];  //...}
局部变量总共占用了256*4 + 1字节的栈空间。

所以,在函数内有较多局部变量时,就需要注意是否超过我们配置的堆栈大小。

函数参数:
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
这里要强调一点:传递指针只占4字节,如果传递的是结构体,就会占用结构大小空间

提示:在函数嵌套,递归时,系统仍会占用栈空间。

3.堆(Heap)
Heap_Size      EQU     0x200
默认设置0x200(512)字节。

我们大部分人应该很少使用malloc来分配堆空间。

虽然堆上的数据只要程序员不释放空间就可以一直访问,但是,如果忘记了释放堆内存,那么将会造成内存泄漏,甚至致命的潜在错误。

结合Keil分析RAM占用大小

经常在线调试的人,可能会分析一些底层的内容。这里结合MDK-ARM来分析一下RAM占用大小的问题。

在MDK编译之后,会有一段RAM大小信息:
图片

这个大小为0x668,在进行在调试时,会出现:
图片

这个MSP就是主堆栈指针,一般我们复位之后指向的位置,复位执向的其实是栈顶:
图片

而MSP指向地址0x20000668是0x20000000偏移0x668而得来。

具体哪些地方占用了RAM,可以参看map文件中【Image Symbol Table】处的内容:
图片

当然,关于map文件详细分析,可以看我系列教程《Keil系列教程12_map文件全面解析》。

关于堆栈,其实还有很多知识可以拓展,比如:堆栈入栈、出栈,向上、向下增长方式,大小端等,大家感兴趣可以先上网了解一下。

------------ END ------------

图片
●专栏《嵌入式工具
●专栏《嵌入式开发》
●专栏《Keil教程》
●嵌入式专栏精选教程

关注公众号回复“加群”按规则加入技术交流群,回复“1024”查看更多内容。

点击“阅读原文”查看更多分享。


strongerHuang 作者黄工,高级嵌入式软件工程师,分享嵌入式软硬件、物联网、单片机、开发工具、电子等内容。
评论 (0)
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖‍2023年,厨电行业在相对平稳的市场环境中迎来温和复苏,看似为行业增长积蓄势能。带着对市场向好的预期,2024 年初,老板电器副董事长兼总经理任富佳为企业定下双位数增长目标。然而现实与预期相悖,过去一年,这家老牌厨电企业不仅未能达成业绩目标,曾提出的“三年再造一个老板电器”愿景,也因市场下行压力面临落空风险。作为“企二代”管理者,任富佳在掌舵企业穿越市场周期的过程中,正面临着前所未有的挑战。4月29日,老板电器(002508.SZ)发布了2024年年度报告及2025
    华尔街科技眼 2025-04-30 12:40 206浏览
  • 浪潮之上:智能时代的觉醒    近日参加了一场课题的答辩,这是医疗人工智能揭榜挂帅的国家项目的地区考场,参与者众多,围绕着医疗健康的主题,八仙过海各显神通,百花齐放。   中国大地正在发生着激动人心的场景:深圳前海深港人工智能算力中心高速运转的液冷服务器,武汉马路上自动驾驶出租车穿行的智慧道路,机器人参与北京的马拉松竞赛。从中央到地方,人工智能相关政策和消息如雨后春笋般不断出台,数字中国的建设图景正在智能浪潮中徐徐展开,战略布局如同围棋
    广州铁金刚 2025-04-30 15:24 186浏览
  • 一、gao效冷却与控温机制‌1、‌冷媒流动设计‌采用低压液氮(或液氦)通过毛细管路导入蒸发器,蒸汽喷射至样品腔实现快速冷却,冷却效率高(室温至80K约20分钟,至4.2K约30分钟)。通过控温仪动态调节蒸发器加热功率,结合温度传感器(如PT100铂电阻或Cernox磁场不敏感传感器),实现±0.01K的高精度温度稳定性。2、‌宽温区覆盖与扩展性‌标准温区为80K-325K,通过降压选件可将下限延伸至65K(液氮模式)或4K(液氦模式)。可选配475K高温模块,满足材料在ji端温度下的性能测试需求
    锦正茂科技 2025-04-30 13:08 248浏览
  • 在CAN总线分析软件领域,当CANoe不再是唯一选择时,虹科PCAN-Explorer 6软件成为了一个有竞争力的解决方案。在现代工业控制和汽车领域,CAN总线分析软件的重要性不言而喻。随着技术的进步和市场需求的多样化,单一的解决方案已无法满足所有用户的需求。正是在这样的背景下,虹科PCAN-Explorer 6软件以其独特的模块化设计和灵活的功能扩展,为CAN总线分析领域带来了新的选择和可能性。本文将深入探讨虹科PCAN-Explorer 6软件如何以其创新的模块化插件策略,提供定制化的功能选
    虹科汽车智能互联 2025-04-28 16:00 184浏览
  • 贞光科技代理品牌紫光国芯的车规级LPDDR4内存正成为智能驾驶舱的核心选择。在汽车电子国产化浪潮中,其产品以宽温域稳定工作能力、优异电磁兼容性和超长使用寿命赢得市场认可。紫光国芯不仅确保供应链安全可控,还提供专业本地技术支持。面向未来,紫光国芯正研发LPDDR5车规级产品,将以更高带宽、更低功耗支持汽车智能化发展。随着智能网联汽车的迅猛发展,智能驾驶舱作为人机交互的核心载体,对处理器和存储器的性能与可靠性提出了更高要求。在汽车电子国产化浪潮中,贞光科技代理品牌紫光国芯的车规级LPDDR4内存凭借
    贞光科技 2025-04-28 16:52 253浏览
  • 网约车,真的“饱和”了?近日,网约车市场的 “饱和” 话题再度引发热议。多地陆续发布网约车风险预警,提醒从业者谨慎入局,这背后究竟隐藏着怎样的市场现状呢?从数据来看,网约车市场的“过剩”现象已愈发明显。以东莞为例,截至2024年12月底,全市网约车数量超过5.77万辆,考取网约车驾驶员证的人数更是超过13.48万人。随着司机数量的不断攀升,订单量却未能同步增长,导致单车日均接单量和营收双双下降。2024年下半年,东莞网约出租车单车日均订单量约10.5单,而单车日均营收也不容乐
    用户1742991715177 2025-04-29 18:28 221浏览
  • 随着电子元器件的快速发展,导致各种常见的贴片电阻元器件也越来越小,给我们分辨也就变得越来越难,下面就由smt贴片加工厂_安徽英特丽就来告诉大家如何分辨的SMT贴片元器件。先来看看贴片电感和贴片电容的区分:(1)看颜色(黑色)——一般黑色都是贴片电感。贴片电容只有勇于精密设备中的贴片钽电容才是黑色的,其他普通贴片电容基本都不是黑色的。(2)看型号标码——贴片电感以L开头,贴片电容以C开头。从外形是圆形初步判断应为电感,测量两端电阻为零点几欧,则为电感。(3)检测——贴片电感一般阻值小,更没有“充放
    贴片加工小安 2025-04-29 14:59 221浏览
  • 文/郭楚妤编辑/cc孙聪颖‍越来越多的企业开始蚕食动力电池市场,行业“去宁王化”态势逐渐明显。随着这种趋势的加强,打开新的市场对于宁德时代而言至关重要。“我们不希望被定义为电池的制造者,而是希望把自己称作新能源产业的开拓者。”4月21日,在宁德时代举行的“超级科技日”发布会上,宁德时代掌门人曾毓群如是说。随着宁德时代核心新品骁遥双核电池的发布,其搭载的“电电增程”技术也走进业界视野。除此之外,经过近3年试水,宁德时代在换电业务上重资加码。曾毓群认为换电是一个重资产、高投入、长周期的产业,涉及的利
    华尔街科技眼 2025-04-28 21:55 163浏览
  • 在智能硬件设备趋向微型化的背景下,语音芯片方案厂商针对小体积设备开发了多款超小型语音芯片方案,其中WTV系列和WT2003H系列凭借其QFN封装设计、高性能与高集成度,成为微型设备语音方案的理想选择。以下从封装特性、功能优势及典型应用场景三个方面进行详细介绍。一、超小体积封装:QFN技术的核心优势WTV系列与WT2003H系列均提供QFN封装(如QFN32,尺寸为4×4mm),这种封装形式具有以下特点:体积紧凑:QFN封装通过减少引脚间距和优化内部结构,显著缩小芯片体积,适用于智能门铃、穿戴设备
    广州唯创电子 2025-04-30 09:02 236浏览
  • 你是不是也有在公共场合被偷看手机或笔电的经验呢?科技时代下,不少现代人的各式机密数据都在手机、平板或是笔电等可携式的3C产品上处理,若是经常性地需要在公共场合使用,不管是工作上的机密文件,或是重要的个人信息等,民众都有防窃防盗意识,为了避免他人窥探内容,都会选择使用「防窥保护贴片」,以防止数据外泄。现今市面上「防窥保护贴」、「防窥片」、「屏幕防窥膜」等产品就是这种目的下产物 (以下简称防窥片)!防窥片功能与常见问题解析首先,防窥片最主要的功能就是用来防止他人窥视屏幕上的隐私信息,它是利用百叶窗的
    百佳泰测试实验室 2025-04-30 13:28 321浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦