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《嵌入式LINUX与物联网软件开发 C语言内核深度解析》学习1——C语言与内存

2019-07-12 15:16发布

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什么是程序？

程序=数据+算法。

内存分类：

分静态内存SRAM、动态内存DRAM。 DRAM有好多代，比如DDR1、DDR2、DDR3、DDR4……。

内存结构：

1、冯诺依曼结构：代码和数据存储在同一个存储器中，并且共用一条传输总线，因此影响到了数据处理速度。 2、哈佛结构：指令和数据分开存储的结构。执行效率高。 这两种结构各有各的用处。

程序为什么要有内存

用来存储数据

几种语言对内存的管理

1、汇编：没有内存管理，直接操作地址（例如0xd0020010）。 2、c语言：编译器帮我们管理地址。通过编译器提供的变量名来访问内存。程序员可以通过API来申请，注意要自己释放。 3、C++：和C差不多 4、Java/C#：不直接操作内存，而是通过虚拟机来操作。程序员不需要关心内存的释放，虚拟机自己会做，但是虚拟机回收内存需要一定的代价。

内存是什么

内存在逻辑上就是一个个的格子，每个格子都有编号，这个编号就是内存地址。硬件保证了按照这个地址就一定能找到格子。 我们以多大空间来划分一个格子，并绑定一个地址呢？ 以一个字节为基本单位对整个内存进行划分，并绑定地址。

linux C的内存映像

在这里插入图片描述

数据类型在开辟内存时的作用

c语言中有char、short、int、long、double这些基本数据类型。 当我们定义一个变量时，应该分配多大的空间，按照什么样的方式去解析该空间呢？数据类型就决定了分配的空间和解析方法。 （32位系统中最好使用int，因为硬件本身就是32位的，例如bool型如果定义成int，虽然浪费了31位，但是效率会高很多，所以有人说写程序要配合硬件特点） 那造成的浪费怎么办呢？现在内存很便宜，条件允许的话还是以效率为重。

为什么要内存对齐

内存以4字节对齐时效率比较高。

函数是怎么找到的

函数名就是一段代码的封装，函数名其实就是这段代码的首地址，也就是说函数名是一个指针。

数组名是什么

在内存中申请一块连续的空间。数据名相当于一个指针，里面存放的是这块空间的首地址（第一个字节的地址）。 对数据名的+操作，具体偏移多少字节，需要看数组的数据类型。

C实现面向对象（有趣的想法）

struct { int age; //成员变量 void (*pFunc)(void); //成员函数 }; linux系统就是用C写出来的，但是思想是面向对象的，所以有的人学了C但是看不懂linux内核代码。

堆栈的理解

堆和栈是两个东西。都是用于管理内存的。 栈的特点：先进后出，后进先出，空间小，自动分配和回收，存放局部变量。 堆：容量大，人工申请和释放（malloc，free）。因为需要人工，有的人记性不好忘记释放了就内存泄漏了。

内存的管理方式有哪些？

内存被分为栈、堆、数据段、bss段、text段(代码区)等不同管理方法的内存段。 有的分类是栈、堆、数据区(.data 和.bss)、常量区(.ro.data)。 1、栈特点 - 空间自动管理，运行时空间自动分配，运行结束时空间自动回收。栈是自动管理的，程序员不需要手动干预。 - 能够反复使用，栈内存在程序中使用的都是一块内存空间，程序通过自动开辟和自动释放会反复使用这一块空间。 - 脏内存，栈内存由于反复使用，每次使用后程序不会去清空内容，因此当下一次该内存再次被分配时，上一次使用的值会还在。 - 临时性，函数不能返回栈变量的指针，因为这个空间在函数运行结束后会被释放。 2、堆特点 - 灵活 - 内存量大 - 程序手动申请和释放 - 脏内存 - 临时性，堆内存在free之后不能访问，否则会有不可预料的后果 3、数据区和.data和.bss 数据区，也叫静态数据区、静态区、全局静态区，存放静态变量、全局变量的空间。 .data存放的是显示初始化为非0的静态数据。 .bss存放的是显示初始化为0或未显示初始化的静态、全局数据。

程序中变量的存储

加入main.c文件的内容如下： 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 ，有人会觉得"abc"在常量区，其实在编译的时"abc"会拷贝到s所在的内存区域，拷贝完后就丢弃了 char *p2; ------栈 char *p3 = "123456"; ------123456

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