使用局部变量还是使用全局静态变量的问题

只看该作者 · 2011-8-20 09:22

我用的MSP430F2471 ，4KRAM，在通信时需要使用一个320B的缓冲，这个缓冲只是在同事时用来打包、发送的缓冲。
请问大家，这个缓冲是使用局部变量（在函数内部定义），还是使用全局变量？那种方式比较好。
使用全局变量，这就意味着有320B的内存空间始终被占用。而使用局部变量，栈空间是否够用？（现在使用的是局部变量，程序跑起来是没有什么问题的。）另外，每次调用该函数，MCU要重新分配一片320B 的内存空间给该函数，是否会占用较多的MCU时间，是否会对MCU造成负担？MCU在分配临时变量时是怎样的工作机制？

请大家就以上问题分析下，谢谢！

只看该作者 · 2011-8-20 09:36

自己顶一个。

1万 · 2011-8-20 09:40

纠正一下，MCU不会分配变量空间，这个是编译器干的。到底用哪种变量类型完全取决于你的应用需求，局部静态变量和全局变量占用的资源理论上是一样的，指示局部静态变量在外部不能被引用而已。

2万 · 2011-8-20 10:17

我用的MSP430F2471 ，4KRAM，在通信时需要使用一个320B的缓冲，这个缓冲只是在同事时用来打包、发送的缓冲。
请问大家，这个缓冲是使用局部变量（在函数内部定义），还是使用全局变量？那种方式比较好。
A：无好坏之分，看应用要求。如果作用域需要全局的就定义全局变量，否则就定义局部变量。
使用全局变量，这就意味着有320B的内存空间始终被占用。而使用局部变量，栈空间是否够用？（现在使用的是局部变量，程序跑起来是没有什么问题的。）
A：栈空间由程序初始代码确定或由编译器确定，够不够用需要根据程序执行过程大概估算。
另外，每次调用该函数，MCU要重新分配一片320B 的内存空间给该函数，是否会占用较多的MCU时间，是否会对MCU造成负担？MCU在分配临时变量时是怎样的工作机制？
A：此分配在编译时确定，并不是动态内存分配，无所谓负担。至于其机制，你从汇编级跟踪一下就知道了，这也能帮助你看看到底带来了什么负担。

2万 · 2011-8-20 11:37

一般通信所需要用到缓冲空间都定义为全局变量

只看该作者 · 2011-8-20 11:54

4# 原野之狼

谢谢。
不仅仅是给出了解决问题的方向，更给出了思考方式。
没想到，经你已回复，我的提问也变得调理清晰了。

u8 ParkPacketBuf[10][32] = {{0},{0}}; // 定义发送缓冲
//反汇编代码。开来在初始化变量时MCU做了一些事情，清空内存区域。
00870C 410C             mov.w SP,R12
00870E 523C             add.w #0x8,R12
008710 403E 0140       mov.w #0x140,R14
008714 12B0 A900       call #?ClearMemoryBytes

另外，再请教大家，我用的IAR EW430，怎样看堆栈大小啊，我看了map文件，里面没有。

谢谢

只看该作者 · 2011-8-20 13:39

5# yewuyi

收到！

只看该作者 · 2011-8-20 15:23

从上面的汇编看，是想把缓存分配在堆栈里。
所以这样的定义肯定是不对了。
放到函数外定义，全局变量。

只看该作者 · 2011-8-20 15:44

飘过。。。。。。。。。。。。

只看该作者 · 2011-8-20 15:56

5# yewuyi
有哲理。
我也这样用。却没想到你这样的理论高度啊牛啊

2万 · 2011-8-20 20:41

在项目编译设置中设置一下,一般都能应该能在MAP中生成栈开销的信息的把

2万 · 2011-8-20 20:43

不过,写代码的人,应该牢牢记得代码的资源开销,如果只是顺着手感一味写下去,则多数都是要吃苦果子的.

如果你能牢牢记得资源开销,则用了多少栈空间,即使不看MAP也是小葱拌豆腐,一清二楚

只看该作者 · 2011-8-20 20:56

12# yewuyi

哎，还要努力。我看了下反汇编，有些变了是分配在寄存器里的，有些变量是分配在栈空间的。不知道他们是怎样的规律。
另外，调用函数也是要栈空间的，今天看了IAR的帮助文档，还没太搞明白。

通过设置IAR编译器，确实是输出了函数的栈使用情况，只是我还看不太明白。

只看该作者 · 2011-8-20 21:39

堆栈的分配和使用在不同软硬件平台上是不一样的。IAR+MSP430没有用过。不过就我用过的几个平台上来说，栈空间也是需要预定义大小的，也就是说即使是定义为局部变量，也不见得能有效节约内存，而且带来了栈溢出的风险。楼主想要动态分配大内存区其实是很基本的应用。C中用malloc，C++用new。

只看该作者 · 2011-8-20 22:11

全局的好，局部不建议用，老手可以用局部。

2万 · 2011-8-20 23:50

对于单一栈的平台，比如51，AVR，一般栈的指针是由系统自带的启动代码初始化的，当然你也可以手动修改这段代码。
系统的RAM空间，减去全局变量后，剩下的都归为堆和栈使用，其范围由编译器自动定界，编译器会输出一些系统宏来描述这些边界。
堆和栈向不同的方向生长，一般栈位于高地址，向低地址空间延伸，堆则反之。
其二者并不划分三八线，因此存在打架的可能。

对于多栈的平台，比如ARM，Cortex，各栈区的起始地址和大小都得显式地指定，如果需要启用堆，那么堆起始也得显式地指定。以上各分区同样存在打架的可能。

教科书讲局部变量位于栈中，倒是没错，但是却容易误导人。因为实际上，局部变量很有可能不在栈中，而是在寄存器中，因为位于寄存器中可以加快访问速度。于是有人可能会问，位于寄存器中岂不是会对重入造成影响？其实不是的，至于原因嘛，看看每个函数编译后的汇编级代码里头几条指令做了什么就知道了。那就是PUSH指令，也就是说如果有必要，局部变量是会在下一级函数中被压入栈的，所以才说教科书的说法没有错，但是没有讲明确。当寄存器不足以容纳局部变量的时候，局部变量才会被实实在在的位于栈中。

以上说的有个特例，那就是KEIL的做法，KEIL的优化非常厉害，当然其厉害也是需要付出代价的。如果你记得的话应该知道在keil里有个call tree的概念，这个东东是用来干嘛的？它是用来跟踪程序执行流程的，在编译时keil就已经明确知道了call tree,所以只要可行它就会把局部变量直接放在寄存器中，这个做法不同于刚刚说的做法，因为它不会做压栈保护，当然我加了限定词“只要可行”，也就是并不是所有的局部变量都这样干。现在我们知道代价是什么了，代价就是只要破坏了call tree，系统就有可能崩溃，谁会破坏call tree呢？重入以及函数指针。在这种情况下就需要采用特别的技术来修正这个问题了，否则会死得很惨。

只看该作者 · 2011-8-25 22:37

16# 原野之狼

谢谢讲解。有些现在还理解的不是很清楚，有些已经搞明白了。
IAR确实把有些变量放到了寄存器中，而有些变量（如32位的长整型）则放到了栈空间。定义的数组也一股脑的放在了栈空间，运行没有出问题是因为我的内存富余比较多，但幸亏我注意到了这个问题。

谢谢大家的讲解与讨论。

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