單片機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，堆(heap)棧(stack)是C語(yǔ)言編程的兩個(gè)基本概念。深圳單片機(jī)開(kāi)發(fā)方案公司英銳恩就堆棧兩者的概念及特點(diǎn)進(jìn)行解析。堆棧都是基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，棧更為簡(jiǎn)單一些。棧是系統(tǒng)提供的功能，快速高效但是有限制、數(shù)據(jù)不靈活；而堆是函數(shù)庫(kù)提供的功能，靈活方便、數(shù)據(jù)適用面廣泛但是效率有一定降低。

在具體的單片機(jī)芯片C語(yǔ)言編程框架中，這兩個(gè)概念并不是并行的。對(duì)底層機(jī)器代碼的研究可以揭示，棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而堆則是單片機(jī)芯片C語(yǔ)言函數(shù)庫(kù)提供的。具體地說(shuō)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(串行執(zhí)行機(jī)制)，都直接在代碼底層支持棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這體現(xiàn)在，有專門(mén)的寄存器指向棧所在的地址，有專門(mén)的機(jī)器指令完成數(shù)據(jù)入棧出棧的操作。

單片機(jī)芯片中棧的特點(diǎn)是效率高，支持的數(shù)據(jù)有限，一般是整數(shù)，指針，浮點(diǎn)數(shù)等系統(tǒng)直接支持的數(shù)據(jù)類型，并不直接支持其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因?yàn)闂５倪@種特點(diǎn)，對(duì)棧的使用在程序中是非常頻繁的。對(duì)子程序的調(diào)用就是直接利用棧完成的。機(jī)器的call指令里隱含了把返回地址推入棧，然后跳轉(zhuǎn)至子程序地址的操作，而子程序中的ret指令則隱含從堆棧中彈出返回地址并跳轉(zhuǎn)之的操作。C語(yǔ)言中的自動(dòng)變量是直接利用棧的例子，這也就是為什么當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，該函數(shù)的自動(dòng)變量自動(dòng)失效的原因。

和棧不同，單片機(jī)芯片中堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不是由系統(tǒng)(無(wú)論是機(jī)器系統(tǒng)還是操作系統(tǒng))支持的，而是由函數(shù)庫(kù)提供的。基本的malloc/realloc/free函數(shù)維護(hù)了一套內(nèi)部的堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)程序使用這些函數(shù)去獲得新的內(nèi)存空間時(shí)，這套函數(shù)首先試圖從內(nèi)部堆中尋找可用的內(nèi)存空間，如果沒(méi)有可以使用的內(nèi)存空間，則試圖利用系統(tǒng)調(diào)用來(lái)動(dòng)態(tài)增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存大小，新分配得到的空間首先被組織進(jìn)內(nèi)部堆中去，然后再以適當(dāng)空 間時(shí)，這套函數(shù)首先試圖從內(nèi)部堆中尋找可用的內(nèi)存空間，如果沒(méi)有可以使用的內(nèi)存空間，則試圖利用系統(tǒng)調(diào)用來(lái)動(dòng)態(tài)增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存大小，新分配得到的空 間首先被組織進(jìn)內(nèi)部堆中去，然后再以適當(dāng)?shù)奶幚?比如和其他空閑空間合并成更大的空閑空間)，以更適合下一次內(nèi)存分配申請(qǐng)。

深圳單片機(jī)開(kāi)發(fā)方案公司英銳恩推出的單片機(jī)芯片C語(yǔ)言編程中采用的棧Stack，由系統(tǒng)提供功能，快速高效，可處理的中斷源最高可以達(dá)到8級(jí)。