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        單片機編譯器中局部變量和全局變量的深入解析

        作者: 時間:2016-11-27 來源:網絡 收藏
        通常我們都是學了標準c語言教程后從事單片機c語言的編寫的, 那就先要明白一點, 標準c語言實際上是起源于pc平臺上的一種語言, 標準c語言肯定是不會照顧到單片機的特殊性的. 因此單片機c編譯器中的c語言是一種基于標準c,但是又有相應修改擴充的擴展c語言.所以在單片機c編譯器里寫程序時一定要了解單片機編譯器擴展c語言的不同之處, 絕不能死板地照搬標準c.

        在標準c里, 局部變量是函數在調用的時候才臨時分配存儲空間的,全局變量是程序整個生命周期都一直存在的.不過要知道,臨時分配存儲空間是需要操作系統內存管理程序支持的, 單片機中通常都沒有操作系統,也就不能實現像pc平臺中那樣的局部變量的空間分配.這里就需要深入了解一下單片機的c編譯器究竟是如何處理局部變量的,如果對此沒有概念,碰到調試過程中的一些奇異現象恐怕只能覺匪夷所思了.

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201611/322315.htm

        另外需要知道的一點是, 不同的編譯器對于局部變量的處理方法也不一樣, 不能學了一個就到處照搬. 這里拿KEIL C ,IARAVR, ICCAVR這個三個編譯器做分析比較.

        首先說 Keil C51 , 它的局部變量并不是在堆棧中, C51為了提高代碼的效率, 根據 51 處理器的特性. 編譯器對函數局部變量的安排進行了處理.局部變量如果不能分配到 寄存器里, 就放在 RAM 中了.編譯器通過覆蓋分析, 可以共享局部變量的地址空間.。最終的DATA使用量取決于調用鏈中那個使用DATA最多的鏈。所以,在程序中增加一個局部變量,如果不是位于那個使用DATA最多的鏈中,需要的DATA數量是有可能不會增加的。

        如:main()->f11()->f12()->f13()....//鏈1
        |----->f21()->f22()->f23()....//鏈2

        因為f11(),f21()不在同一個調用鏈上,顯然,f11()中使用的局部變量,可以和f21()中的局部變量,使用同一個存儲單元。因為它們中的任何一個處在生命期內的話,另一個必然已經離開它的生命周期,同時它的局部變量也離開了它的生命周期,這些局部變量所占用的存儲單元當然可以另做它用了。
        假設鏈1目前的局部變量需要50個存儲單元,鏈2需要40個存儲單元。那么你在鏈2中加入不多于10個單元的局部變量的話,程序最終需要的存儲單元數量是不會增加的。

        再說ICCAVR ,它把局部變量存放在軟件堆棧空間中.ICCAVR使用兩個堆棧:一個用于子程序調用和中斷操作的硬件堆棧,一個用于傳遞參數、臨時變量和局部變量的軟件堆棧。硬件堆棧是從數據內存的頂部開始分配的,在硬件堆棧下面再分配一定數量的字節作為軟件堆棧。

        IARAVR對于局部變量的處理方法與ICCAVR一樣. 它也有兩個堆棧,一個是data stack ,一個是return address stack.分別用于存放臨時變量,局部變量,傳遞參數, 和函數返回地址.

        這里需要注意的是, 局部變量存放在堆棧中的處理方式一定要保證堆棧足夠大, 特別是定義了局部數組變量的情況下,一旦數組過大,超過了堆棧大小就會發生堆棧溢出,如果只是讀取數據還好, 一旦寫入數據,就會破壞堆棧空間以外的數據, 導致程序時常.



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