学习STM32单片机，要理解它的堆栈

学习STM32单片机的时候，总是能遇到 “堆栈” 这个概念。对于了解一点汇编编程的人，就可以知道，堆栈是内存中一段连续的存储区域，用来保存一些临时数据。堆栈操作由 PUSH、POP 两条指令来完成。而程序内存可以分为几个区：栈区（stack）、堆区（Heap）、全局区（static）、字符常量区、程序代码区。

栈，用于存放局部变量，局部数组等； 堆，用于malloc申请内存空间; 全局静态区，用于保存全局变量和静态变量; 字符常量区，用于保存字符串等; 代码区，用于保存程序的二进制代码。

程序编译之后，全局变量，静态变量已经分配好内存空间。在函数运行时，程序需要为局部变量分配栈空间，当中断来时，也需要将函数指针入栈，保护现场，以便于中断处理完之后再回到之前执行的函数。栈是从高到低分配，堆是从低到高分配。

普通单片机与STM32单片机中堆栈的区别

普通单片机启动时，不需要用bootloader 将代码从ROM搬移到RAM；但是STM32单片机需要。这里我们可以先看看单片机程序执行的过程，单片机执行分三个步骤：取指令、分析指令、执行指令。根据PC的值从程序存储器读出指令，送到指令寄存器。然后分析、执行。这样单片机就从内部程序存储器取代码指令，从RAM 存取相关数据。RAM 取数据的速度是远高于 ROM 的，但是普通单片机因为本身运行频率不高，所以从 ROM 取指令慢并不影响。

而STM32的CPU运行的频率高，远大于从ROM读写的速度。所以需要用 bootloader 将代码从ROM搬移到 RAM（请注意，这部分表述不准确）。使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。 其实堆栈就是单片机中的一些存储单元，这些存储单元被指定保存一些特殊信息，比如地址（保护断点）和数据（保护现场）。如果非要给堆栈加几个特点的话，那就是：

这些存储单元中的内容都是程序执行过程中被中断打断时，事故现场的一些相关参数。如果不保存这些参数，单片机执行完中断函数后就无法回到主程序继续执行了。

这些存储单元的地址被记在了一个叫做堆栈指针（SP）的地方。

结合STM32的开发讲述堆栈

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。 如何设置STM32的堆栈大小？在基于MDK的启动文件开始，有一段汇编代码是分配堆栈大小的。

这里重点知道堆栈数值大小就行。还有一段 AREA（区域），表示分配一段堆栈数据段。数值大小可以自己修改，也可以使用STM32CubeMX数值大小配置，如下图所示。

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) { chari; intTmp[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：voidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)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。 堆（Heap）的默认设置 0x200（512）字节。Heap_Size EQU 0x200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。

MDK中RAM占用大小分析

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：

这里4+1636=1640，转换成16进制就是0x668，在线进行调试时，会出现：

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

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：

STM32栈空间溢出的处理方法

在写STM32程序时会用到一些局部变量，函数中的局部变量是存在栈空间当中，在

STM32的启动文件当中可以设置栈空间大小。如果在函数当中定义的局部变量超过栈空间大小编译时不会报错，但运行时极有可能出现错误，甚至会导致程序卡死，那么该如何处理呢？

方法一：修改栈空间大小1、找到启动文件hd.s （例如：是stm32f103 则是 startup_stm32f10x_hd.s） 2、找到启动文件当中的栈空间大小定义：

//系统默认栈空间大小为 1K Stack_SizeEQU0x000004003、修改栈空间大小//我们修改为4K Stack_SizeEQU0x00001000方法二：将局部变量改为全局变量。