1. 背景

​ 相信不少的小伙伴一直有这个问题，堆栈堆栈，到底在哪里？本文以RT-thread 为例，讲解 RTT 中堆栈的位置。

2. 栈在哪，堆在哪？

​ 在回答堆栈在哪之前，首先要明白堆栈是内存，内存是什么？是实际的存储设备，比如 eeprom、flash、sram、sdram。我们的代码以及数据不可能没地方放，否则 cpu 怎么去执行指令。

​ cpu 需要从内存中读取数据到 cpu内部(寄存器)，他怎么知道把数据放入内部那个寄存器呢？汇编代码中说明了数据存入那些寄存器中。

​ 栈不需要程序员手动去申请,函数的局部变量、入参都占用栈空间，当函数执行结束是，栈空间会自动释放。

​ 堆需要程序员手动申请、释放。

​ 直接说明，堆栈在 ram 中。

3. 代码分析

​ 话不多说，直接上代码

#if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit; //RW_IRAM1 这块内存中的 ZI 段的结尾
#define HEAP_BEGIN      ((void *)&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit)// 堆的起始位置
#define HEAP_END        STM32_SRAM_END // 堆的结束位置

从以上代码中抛出问题：

• extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit; 为何是 ZI 段的结尾是堆的起始地址？

在解释上述问题之前首先要知道 映像文件的组成以及 __main 函数的作用，点我查看。

相信看完之后就会明白 为何要到 ZI 段的结尾去定义堆区的起始地址。

void rt_system_heap_init(void *begin_addr, void *end_addr) // 初始化系统堆
{
    /* initialize a default heap in the system */
    rt_memheap_init(&_heap,
                    "heap",
                    begin_addr,
                    (rt_uint32_t)end_addr - (rt_uint32_t)begin_addr);
}

初始化好系统堆之后再看 rt_malloc 是怎么实现的

void *rt_malloc(rt_size_t size)
{
    void *ptr;

    /* try to allocate in system heap */
    ptr = rt_memheap_alloc(&_heap, size);//申请内存
    if (ptr == RT_NULL)//如果申请不到了
    {
        struct rt_object *object;
        struct rt_list_node *node;
        struct rt_memheap *heap;
        struct rt_object_information *information;

        /* try to allocate on other memory heap */
        information = rt_object_get_information(RT_Object_Class_MemHeap);//查找这个类型的对象
        RT_ASSERT(information != RT_NULL);
        for (node  = information->object_list.next;
             node != &(information->object_list);
             node  = node->next)//遍历对象链表中所有的节
        {
            object = rt_list_entry(node, struct rt_object, list);
            heap   = (struct rt_memheap *)object;

            RT_ASSERT(heap);
            RT_ASSERT(rt_object_get_type(&heap->parent) == RT_Object_Class_MemHeap);

            /* not allocate in the default system heap */
            if (heap == &_heap)
                continue;

            ptr = rt_memheap_alloc(heap, size);//动态申请内存的核心，细节查看源码。
            if (ptr != RT_NULL)
                break;
        }
    }
    }
    .
    .
    .
    .
    .
    return ptr;
}

以上看出 RTT 中允许存在多个内存块当作系统堆，这就方便的解决的 ram 不连续的问题。

从以上代码可以看出，堆区存在 ram 中。

4. RTOS 中的线程栈

​ rtthread 中创建一个线程必须需要申请一段栈空间，当然可以静态创建与动态创建，显然，动态创建中是调用了 rt_malloc 函数申请一块空间用来当作栈，因此，动态创建的栈一定与堆区在同一空间。静态创建是事先搞一块内存，通常创建一个数组，数据的空间显然是连续的一块空间，而数组占用的地址到底在哪？我们不妨打印出来或者查看 map 文件，通过查看 map 文件我们发现，栈也在 ram 中。

​ 为什么每个线程都要有独立的线程栈？因为这个线程随时可能被切走，当返回来继续执行时，之前的运算产生的中间结果是需要恢复到被切走那一瞬间的，如果没有栈，这些中间结果保存在哪里？中间结果保存在 CPU 寄存器里，而另外一个线程也要用到 CPU 寄存器，因此，CPU 寄存器中的运算结果需要保存到栈中去。