原作者： chinseeker

一個平凡的探索者

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。

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.