目錄
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#堆在RTOS的概念
#相關代碼表示
#堆相關特點
#棧在RTOS中的概念
#棧的代碼表示
#棧的相關特點
#為什么每個RTOS任務都要有自己的棧
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前言：本篇參考韋東山老師的RTOS，連接放在最后
#堆在RTOS的概念
? ? ? ?本文所指的堆與棧并不是數據結構中，的堆與棧，實時操作系統（RTOS）中，堆（Heap）是一個動態內存分配區域，用于存儲程序運行過程中大小未知或可變的數據結構。堆內存不像棧內存那樣由操作系統自動管理，它是由程序員申請和釋放的。用戶可以根據需要請求一段連續的內存空間，并在程序執行過程中隨著數據的變化而增長或減小。
?????????堆與棧經常混著用，而棧是RTOS的基礎，所為堆就是一塊內存，我們可以管理內存，從內存中使用一部分，用完之后在把他釋放回去。
#相關代碼表示
? ? ? ? 代碼里定義了heap_buf[1024]數組，作為內存空間，定義void *my_malloc(int size);這個函數在main()里面去使用，數組的內存空間，這個過程就是申請內存空間的堆，使用堆作為存儲數據的存在，同樣可以使用函數，對已經定義使用的，內存空間去進行釋放。
char heap_buf[1024];//這里定義一個堆
int pos = 0;
void *my_malloc(int size);
int main()//主函數
{char ch = 65;char *buf = my_malloc(100);//調用函數占用內存unsigned char uch = 200;for(i = 0; i<26;i++)buf[i] = 'A'+i;return 0;
}
void *my_malloc(int size)//定義函數使用堆
{int old_pos = pos;pos+=size;return &heap_buf[old_pos];
}
#堆相關特點
動態分配：進程可以在運行時根據需要動態地向堆中申請內存，不需要預先指定固定大小。
無預定義大小：堆的大小沒有固定限制，直到系統內存不足或者達到預設的內存閾值才會停止分配。
內存管理：程序員負責堆內存的分配和釋放，如果忘記釋放已不再使用的內存，可能導致內存泄漏。
性能開銷：由于堆內存管理通常比棧內存復雜，可能會引入一定的性能開銷，尤其是在頻繁大塊分配或回收時。
? ? ? ? 總結：堆是程序中的內存分配區域，用于存儲變量等，這個空間由代碼申請或者釋放。
#棧在RTOS中的概念
? ? ? ? 棧在RTOS中非常重要，RTOS操作系統，沒有文件功能，因為只有內核，僅支持多任務的要求，而棧也是一塊內存空間，CPU的SP寄存器指向棧，可以用于函數調用·，局部變量，多任務系統保存現場空間。
#棧的代碼表示
void a_func(volatile int a);//定義函數聲明
void b_func(volatile int a);//定義函數聲明
void c_func(volatile int a);//定義函數功能
int g_cnt = 0;//定義變量聲明
int main()//主函數
{char ch = 65;char *buf = my_malloc(100);//調用函數占用內存unsigned char uch = 200;volatile int i = 99;for(i = 0; i<26;i++)buf[i] = 'A'+i;a_funct(i);return 0;
}
void a_func(volatile int a)//定義函數功能
{g_cnt = b_funct(a);c_funct(g_cnt);
}
void b_func(volatile int a)//定義函數功能
{a+=2;return a;
}
void c_func(volatile int a)//定義函數功能
{a+=2;return a;
}
void *my_malloc(int size)//定義函數使用堆
{int old_pos = pos;pos+=size;return &heap_buf[old_pos];
}
? ? ? ? 在這個程序里面，main()里面調用a_func? ，a_func里面調用了b_func和c_func，這里面有一個層層調用的關系，對應的匯編代碼如下。
? ? ? ? main()里面a_func?，調用指令。在使用BL匯編指令，進行函數調用的時候，BL指令的功能是，LR=0x8000154，同時PC=0x8000154，這個地址就是調用函數a_func在寄存器中的地址，同時調用，在執行調用函數的時候，會保存返回地址，PUSH {r0，r1}? 所以C語言調用函數的本質是使用BL指令main()函數中轉跳執行函數的時候，下面一些語句還沒有執行，需要執行，在執行完調用函數的時候就需要返回，轉跳位置，重新進行執行。
? ? ? ? 在最后調用的函數c_func()，執行完之后，lr寄存器的值，會被彈出，里面保存的是a_func（）函數的地址，從而跳轉到c_func()被調用的地方，繼續執行下面的語句，同理當a_func（）執行完成的時候，lr寄存器里面的值保存的是main()里面a_func（）跳轉的部分，從而繼續執行下面的語句。
? ? ? ? 在main()函數/自定義函數，的匯編語言中第一條語句，通常是保存 r0? r1? r2? r3 這些寄存器? LR返回地址? 局部變量 這些數據會被保存RAM的棧中，在函數的調用結束之后，局部便令，LR在棧中分配的內存空間會被釋放。
#棧的相關特點
?????????在實時操作系統（RTOS）中，棧（Stack）是一個特殊的內存區域，主要用于存儲程序執行過程中的局部變量、函數參數和函數調用的返回地址。它是按照后進先出（Last In, First Out，LIFO）的原則工作的，類似于生活中的堆疊物品。
????????每當程序進入一個新的函數或遇到遞歸調用時，系統會在棧頂分配空間來保存這些信息。當函數執行完畢并返回時，相關的數據會被彈出棧，以便讓控制權回到調用該函數的地方。棧的空間大小通常是有限的，如果棧溢出（超過其預設的最大限制），可能會導致嚴重的運行時錯誤，甚至影響系統的穩定性。
????????RTOS中的任務調度和中斷處理也常常利用棧，因為它們涉及快速響應和切換。每個任務或中斷服務都會有自己的私有棧，這樣即使在中斷處理過程中，主任務的執行不會被打斷，保證了操作的連續性和實時性。
#為什么每個RTOS任務都要有自己的棧
? ? ? ? 在RTOS環境下，有任務A和任務B，在多任務系統下，A與B切換運行，由定時器發生中斷進行切換任務。
? ? ? ? 每次函數進行切換的時候，需要保存現場，恢復現場，指的是保存A函數的寄存器，恢復保存B函數的寄存器，這里(A函數切換B函數為例)反之，則相反。
? ? ? ? 這些保存的現場，保存的就是函數使用的寄存器，局部變量，LR，等等。這些數據會被保存在內存的棧的位置，所以說每一個任務都需要有自己的棧。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 歡迎指正，最后希望對你有所幫助！！！
[3-3-2]_棧的概念_函數調用_嗶哩嗶哩_bilibili
