1、KEIL 編譯后數據

code

RO-data

RW-data

ZI-data

flash 實際存儲數據

2、內存段

bss 段、data段、text段、堆(heap)和棧(stack)。

2.1、bss 段

bss 段（bss segment）通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域;

bss 是英文Block Started by Symbol的簡稱;

bss 段屬于靜態內存分配。 

2.2、data 段

數據段（data segment）通常是指用來存放程序中已初始化的全局變量的一塊內存區域；

數據段屬于靜態內存分配。 

2.3、text 段

代碼段（code segment/text segment）通常是指用來存放程序執行代碼的一塊內存區域；

這部分區域的大小在程序運行前就已經確定，并且內存區域通常屬于只讀(某些架構也允許代碼段為可寫，即允許修改程序)；

在代碼段中，也有可能包含一些只讀的常數變量，例如字符串常量等。

2.4、堆（heap）

堆是用于存放進程運行中被動態分配的內存段，它的大小并不固定，可動態擴張或縮減;

當進程調用malloc等函數分配內存時，新分配的內存就被動態添加到堆上（堆被擴張）;

當利用free等函數釋放內存時，被釋放的內存從堆中被剔除（堆被縮減）。

2.5、棧(stack)

棧又稱堆棧，是用戶存放程序臨時創建的局部變量;

也就是說我們函數括弧“{}”中定義的變量（但不包括static聲明的變量，static意味著在數據段中存放變量）;

除此以外，在函數被調用時，其參數也會被壓入發起調用的進程棧中，并且待到調用結束后，函數的返回值也會被存放回棧中;

由于棧的先進先出(FIFO)特點，所以棧特別方便用來保存/恢復調用現場;

從這個意義上講，我們可以把堆棧看成一個寄存、交換臨時數據的內存區。 

2.6、一個程序本質上都是由 bss 段、data 段、text 段三個組成

在嵌入式系統的設計中也非常重要，牽涉到嵌入式系統運行時的內存大小分配，存儲單元占用空間大小的問題。

在采用段式內存管理的架構中（比如intel的80x86系統），bss 段通常是指用來存放程序中未初始化的全局變量的一塊內存區域。

一般在初始化時 bss 段部分將會清零，bss 段屬于靜態內存分配，即程序一開始就將其清零了。

比如，在C語言之類的程序編譯完成之后，已初始化的全局變量保存在.data 段中，未初始化的全局變量保存在.bss 段中。

text和data段都在可執行文件中（在嵌入式系統里一般是固化在鏡像文件中），由系統從可執行文件中加載，而bss段不在可執行文件中，由系統初始化。

2.6、示例

兩個小程序如下：

程序1:

int ar[30000];

void main()

{

    ......

}

程序2:

int ar[300000] = {1, 2, 3, 4, 5, 6 };

void main()

{

    ......

}

發現程序2編譯之后所得的.exe文件比程序1的要大得多。

編譯并使用了/FAs編譯選項來查看了一下其各自的.asm。

程序1.asm中ar的定義如下：

_BSS SEGMENT

     ?ar@@3PAHA DD 0493e0H DUP (?)  ; ar

_BSS ENDS

而在程序2.asm中，ar被定義為：

_DATA SEGMENT

     ?ar@@3PAHA DD 01H  ; ar

                DD 02H

                DD 03H

                ORG $+1199988

_DATA ENDS

區別很明顯，一個位于.bss段，而另一個位于.data段，兩者的區別在于：

全局的未初始化變量存在于.bss段中，具體體現為一個占位符；

全局的已初始化變量存于.data段中；

而函數內的自動變量都在棧上分配空間；

.bss 是不占用.exe文件空間的，其內容由操作系統初始化（清零）；

.data 卻需要占用，其內容由程序初始化，因此造成了上述情況。

bss 段（未手動初始化的數據）并不給該段的數據分配空間，只是記錄數據所需空間的大小；

bss 段的大小從可執行文件中得到 ，然后鏈接器得到這個大小的內存塊，緊跟在數據段后面。

data 段（已手動初始化的數據）則為數據分配空間，數據保存在目標文件中；

data 段包含經過初始化的全局變量以及它們的值，當這個內存區進入程序的地址空間后全部清零。

包含 data 段和 bss 段的整個區段此時通常稱為數據區。

3、內存管理

STM32 的存儲器結構中 Flash，SRAM 寄存器和輸入輸出端口被組織在同一個 4GB 的線性地址空間內。

可訪問的存儲器空間被分成8個主要塊，每個塊為512MB。

FLASH存儲下載的程序，SRAM是存儲運行程序中的數據。

所以，只要不外擴存儲器，寫完的程序中的所有東西也就會出現在這兩個存儲器中。

3.1、STM32 中的堆棧

單片機是一種集成電路芯片，集成CPU、RAM、ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能。CPU中包括了各種總線電路，計算電路，邏輯電路，還有各種寄存器。

Stm32 有通用寄存器 R0‐ R15 以及一些特殊功能寄存器，其中包括了堆棧指針寄存器。

當stm32正常運行程序的時候，來了一個中斷，CPU就需要將寄存器中的值壓棧到RAM里，然后將數據所在的地址存放在堆棧寄存器中。

等中斷處理完成退出時，再將數據出棧到之前的寄存器中，這個在C語言里是自動完成的。

3.2、編程中的堆棧

在編程中很多時候會提到堆棧這個東西，準確的說這個就是RAM中的一個區域。

我們先來了解幾個說明:

1) 程序中的所有內容最終只會出現在flash，ram里（不外擴）;

2) 段的劃分，是將類似數據種類存儲在一個區域里，方便管理，但正如上面所說，不管什么段的數據，都是最終在flash和ram里面。

C 語言上分為棧、堆、bss、data、code段。

MDK 下分為：Code、RO-data、RW-data、ZI-data 這幾個段；

Code是存儲程序代碼的；

RO-data是存儲const常量和指令；

RW-data是存儲初始化值不為0的全局變量；

ZI-data是存儲未初始化的全局變量或初始化值為0的全局變量；

Flash=Code + RO Data + RW Data;

RAM= RW-data+ZI-data;

這個是 MDK 編譯之后能夠得到的每個段的大小，也就能得到占用相應的FLASH和RAM的大小，但是還有兩個數據段也會占用RAM，但是是在程序運行的時候，才會占用，那就是堆和棧。

在stm32的啟動文件.s文件里面，就有堆棧的設置，其實這個堆棧的內存占用就是在上面RAM分配給RW-data+ZI-data之后的地址開始分配的。

堆:

是編譯器調用動態內存分配的內存區域；

棧:

是程序運行的時候局部變量的地方，所以局部變量用數組太大了都有可能造成棧溢出。

堆棧的大小在編譯器編譯之后是不知道的，只有運行的時候才知道，所以需要注意一點，就是別造成堆棧溢出了，會出現 hardfault 問題。

3.3、OS中的堆棧及其內存管理

兩種獲得內存情況：

1）用龐大的全局變量數組來圈住一塊內存，然后將這個內存拿來進行內存管理和分配。

這種情況下，堆棧占用的內存就是上面說的；

如果沒有初始化數組，或者數組的初始化值為0，堆棧就是占用的RAM的ZI-data部分；

如果數組初始化值不為0，堆棧就占用的RAM的RW-data部分。

這種方式的好處是容易從邏輯上知道數據的來由和去向。

2）就是把編譯器沒有用掉的RAM部分拿來做內存分配，也就是除掉RW-data+ZI-data+編譯器堆+編譯器棧后剩下的RAM內存中的一部分或者全部進行內存管理和分配。

這樣的情況下就只需要知道內存剩下部分的首地址和內存的尾地址，然后要用多少內存，就用首地址開始挖，做一個鏈表，把內存獲取和釋放相關信息鏈接起來，就能及時的對內存進行管理了。

內存管理的算法多種多樣，不詳說，這樣的情況下：OS的內存分配和自身局部變量或者全局變量不沖突，之前我就在這上面糾結了很久，以為函數里面的變量也是從系統的動態內存中得來的。

這種方式感覺更加能夠明白自己地址的開始和結束。

refer：

https://www.cnblogs.com/yanghong-hnu/p/4705755.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_89f2fa3d0102vl9q.html
https://blog.csdn.net/shenghuaday/article/details/78877949