一、内存大话题

1.0、内存就是程序的立足之地，体现内存重要性。

1.1、内存理解：

内存物理看是有很多个Bank（就是行列阵式的存储芯片），每一个Bank的列就是位宽，每一行就是Words，则存储单元数量=行数（words）×列数（位宽）×Bank的数量；通常也用M×W的方式来表示芯片的容量（或者说是芯片的规格/组织结构）。

M是以位宽为单位的总容量，单位是兆，W代表位宽，单位是bit。计算出来的芯片容量也是以bit为单位，但用户可以采用除以8的方法换算为字节（Byte）。比如8M×8，这是一个8bit位宽芯片，有8M个存储单元，总容量是64Mbit（8MB）。

1.2、c语言中其实没有bool类型：以0表示假，非0表示真，则在内存存储是以int型存放的。如果想要表示真假，可以用int/char型做替换，在c++中就有boolx=true/false;

1.3、内存对齐：内存对齐（提高访问效率速度，编译器一般默认是4字节对齐）

1.4、char/int/short/long/float/double型：放在内存的长度和解析作用。（int*）0，使0地址指向一个int型。又比如0000111010101可以解析成int型也可以解析成float型。

1.5、Linux内核是面向对象的，而c语言是面向过程的，但可以用结构体内嵌指针变成面向对象。如

structstudent{
intage;//变量
intlenth;//将相当于一个类，有变量有函数
char*name;
void(*eat)(void);//函数指针
}

1.6、栈的理解：

（1）运行时自动分配&自动回收：栈是自动管理的，程序员不需要手工干预。方便简单。（表现在汇编代码，编译时，会自动编译成汇编码实现函数调用完立即改变栈顶）

（2）反复使用：栈内存在程序中其实就是那一块空间，程序反复使用这一块空间。(硬件上有个寄存器，用来存放栈的栈顶地址，栈是有大小的空间)

（3）脏内存：栈内存由于反复使用，每次使用后程序不会去清理，因此分配到时保留原来的值。

（4）临时性：（函数不能返回栈变量的指针，因为这个空间是临时的）

（5）栈会溢出：因为操作系统事先给定了栈的大小，如果在函数中无穷尽的分配栈内存总能用完。栈的操作（怎么出栈怎么入栈）是由具体硬件来干预，程序员只要明白原理就可以了，但是要给相应的栈寄存器赋值。当调用函数时，变量会自动放在栈中（入栈）当函数调用完后，栈会自动出栈.

(6)栈的"发展"有四种情况，满增栈，满减栈，空增栈，空减栈，至于是那种要根据编译器决定，而s5pv21是满减栈。

1.7、堆的理解：

（1）操作系统堆管理器管理：堆管理器是操作系统的一个模块，堆管理内存分配灵活，按需分配。

（2）大块内存：堆内存管理者总量很大的操作系统内存块，各进程可以按需申请使用，使用完释放。

（3）脏内存：堆内存也是反复使用的，而且使用者用完释放前不会清除，因此也是脏的。

（4）临时性：堆内存只在malloc和free之间属于我这个进程，而可以访问。在malloc之前和free之后都不能再访问，否则会有不可预料的后果。

（5）程序手动申请&释放：手工意思是需要写代码去申请malloc和释放free。（记住：不要把申请的地址给搞丢了，不然自己用不了，也释放不了）

申请一段内存，可以是:

malloc( 10*sizeof(int) );

原型：

void* malloc( size_t size );
//指针函数size_t是宏定义int都是便于可移植性，返回一个内存地址，void*可以看出，希望申请的内存用来存放什么就强制类型什么。

也可以是：

calloc( 10, sizeof(int) );

原型：

void* calloc( size_t nmemb, size_tsize);//nmemb个单元，每个单元size字节

也可以是：

void* realloc( void* ptr, size_t size );//改变原来申请的空间的大小的ptr是原来申请内存的指针，size是想要重新申请内存的大小使用就是*（p+1）=12;*(P+3)=110；

申请失败返回NULL,申请成功返回一个地址，申请之后一定要检验（NULL!=p）用完一定要free(p)；释放后不是不能用，是不应该使用了。可以给它“洗盘子‘，p=NULL;

其实申请的内存并不能真正改变大小，原理是先重新申请一段内存，然后把原来申请的内存上的内容复制到新的内存上，然后释放掉原来的内存，返回新的指针。

(6)在申请内存时，malloc（0）其实也是成功的，因为系统规定少于一定数目的大小，都申请规定的大小，如在win32系统下申请少于32字节的地址，最后申请到的空间是32字节。

1.8、内存里的数据：

（1）代码段：存放代码二进制、常量（char*p="linux",则”linux“存放在代码段，是不可更改的）

（2）数据段:存放非0全局变量、静态局部变量（局部只属于函数的，不是整个程序的）

（3）bss:存放为0的全局变量/为0的静态局部变量、存放未初始化全局变量/静态局部变量

注意：constinta=9;有两种存放方式：第一种确实存放在代码段，让a不能修改，第二种是仍然存放在数据段中，让编译器来判断，如果有改变的代码就会报错。至于那种，是不确定的，像单片机就属于第一种。

1.9、程序在内存中的分布
《1》一个源文件实际上是以段为单位编译成连接成可执行文件（a.out）;这个可执行文件总的说是分为数据段，代码段，自定义段。数据段还可以细分成.bbs段。而杂段会在执行的时候拿掉。所以a.out分为杂段，数据段（存放的是非0全局变量）.bbs段，代码段。

《2》内存实际上被划分了两大区域，一个是系统区域，另一个是用户区域，而每一个区域又被划分成了几个小区域，有堆，栈，代码区，.bbs区，数据区（存放的是非0全局变量）。

《3》对于有操作系统而言，当我们在执行a.out可执行文件时，执行这个文件的那套程序会帮我们把杂段清掉，然后把相应的段加载到内存对应的段。对于裸机程序而言，我们是使用一套工具将a.elf的可执行程序给清掉了所有段的符号信息，把纯净的二进制做成.bin格式的烧录文件。所以我们加载到内存的程序是连续的，也就是说代码段和数据段、.bbs段都是连续的。当然，栈空间是我们自己设置的。而且在裸机中我们不能使用malloc函数，因为我们使用的只是编译器、连接器工具没有集成库函数，没有定义堆空间区。

《4》多程序运行情况：在Linux系统中运行cdw1.out时，运行这个文件的那套程序会帮我们把相应的段加载到内存对应的段。然后操作系统会把下载到内存的具体物理地址与每条命令（32位）的链接地址映射到TTB中（一段内存空间），当我们又运行cdw2.out时，同样也像cdw1.out一样加载进去，并映射到TTB表中。而且这两个.out文件默认都是链接0地址（逻辑），当cpu发出一个虚拟地址（Linux中程序逻辑地址）通过TTB查找的物理地址是不一样的。所以对于每一个程序而言，它独占4G的内存空间，看不到其他程序。

往期热文：
基础C语言知识串串香(1)

===========我是华丽的分割线===========

更多知识：
点击关注专题：嵌入式Linux&ARM

或浏览器打开：https://www.jianshu.com/c/42d33cadb1c1

或扫描二维码：