STM32F1系列之复制data段和清除BSS段(ZI段)

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STMCU小助手发布时间：2022-8-27 13:29

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文章简介:	STM32F1系列之复制data段和清除BSS段(ZI段)

一、什么是BSS段(ZI段)
bss段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。
bss是英文Block Started by Symbol的简称。
bss段属于静态内存分配。

而在Keil里，BSS段被称为ZI段

二、为什么要复制data段
这是因为对于在STM32F103这类资源紧缺的单片机芯片中，数据段只是暂时先保存在Flash上，在使用前被复制到内存里，而复制到内存这个过程是需要我们自己实现的。实际上在keil中，*(InRoot$$Sections)这一段就是keil帮我们做好的一段代码，当我们调用main函数时，keil会帮我们自动添加。但是为了学习，我们来自己实现一下，那么就需要知道数据段的加载地址（在Flash上的位置）和链接地址（需要放在内存中的位置），在keil中获取这些地址的方法如下：

数据段的加载地址： Load$RW_IRAM1$Base
数据段的链接地址： Image$RW_IRAM1$Base
数据段的长度： Image$RW_IRAM1$Length
ZI段的链接地址： Image$RW_IRAM1$ZI$Base
ZI段的长度： Image$RW_IRAM1$ZI$Length

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三、编写代码实现
将start.s修改为如下所示

Stack_Size EQU 0x00000500 ;定义堆栈大小为1024byte
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;定义一个数据段,标记为STACK，即栈，不写入初始值初，对RAM来说，即初始化为0，8字节对齐
Stack_Mem SPACE Stack_Size ;保留Stack_Size大小的栈空间
__initial_sp ;标号，代表堆栈顶部地址，后面有用
PRESERVE8 ;指示编译器8字节对齐
THUMB ;指示编译器以后的指令为THUMB指令
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
AREA RESET, CODE, READONLY ;定义只读数据段，标记为RESET，其实放在CODE区，位于0地址
EXPORT __Vectors ;在程序中声明一个全局的标号__Vectors，该标号可在其他的文件中引用
__Vectors DCD __initial_sp ;当前地址写入一个字(32bit)数据，值应该为栈顶地址
DCD Reset_Handler ;当前地址写入一个字(32bit)数据，值为Reset_Handler指向的地址值，即程序入口地址
AREA |.text|, CODE, READONLY ;定义代码段，标记为.text
; Reset handler ;利用PROC、ENDP这一对伪指令把程序段分为若干个过程，使程序的结构加清晰
Reset_Handler PROC ;过程的开始
EXPORT Reset_Handler [WEAK] ;[WEAK] 弱定义，意思是如果在别处也定义该标号(函数)，在链接时用别处的地址。
IMPORT |Image$RW_IRAM1$Base| ;从别处导入data段的链接地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$Length| ;从别处导入data段的长度
IMPORT |Load$RW_IRAM1$Base| ;从别处导入data段的加载地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$ZI$Base| ;从别处导入ZI段的链接地址
IMPORT |Image$RW_IRAM1$ZI$Length|;从别处导入ZI段的长度
; 复制数据段
LDR R0, = |Load$RW_IRAM1$Base| ;将data段的加载地址存入R0寄存器
LDR R1, = |Image$RW_IRAM1$Base| ;将data段的链接地址存入R1寄存器
LDR R2, = |Image$RW_IRAM1$Length| ;将data段的长度存入R2寄存器
CopyData
SUB R2, R2, #4 ;每次复制4个字节的data段数据
LDR R3, [R0, R2] ;把加载地址处的值取出到R3寄存器
STR R3, [R1, R2] ;把取出的值从R3寄存器存入到链接地址
CMP R2, #0 ;将计数和0相比较
BNE CopyData ;如果不相等，跳转到CopyData标签处，相等则往下执行
; 清除BSS段
LDR R0, = |Image$RW_IRAM1$ZI$Base| ;将bss段的链接地址存入R1寄存器
LDR R1, = |Image$RW_IRAM1$ZI$Length| ;将bss段的长度存入R2寄存器
CleanBss
SUB R1, R1, #4 ;每次清除4个字节的bss段数据
MOV R3, #0 ;将0存入r3寄存器
STR R3, [R0, R1] ;把R3寄存器存入到链接地址
CMP R1, #0 ;将计数和0相比较
BNE CleanBss ;如果不相等，跳转到CleanBss标签处，相等则往下执行
IMPORT mymain ;通知编译器要使用的标号在其他文件
BL mymain ;跳转去执行main函数
B . ;原地跳转，即处于循环状态
ENDP
ALIGN ;填充字节使地址对齐
END ;整个汇编文件结束

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四、验证
其他文件不做修改，编译烧录运行，可以看到所有变量的值都正确了

五、注意
我们之前看过编译出来的hex文件，发现myzero和my变量也存在，这就意味着这两个本该在bss段的变量也会在Flash中，这就很奇怪了，而事实是：

对于keil来说，一个本该放到BSS段的变量，如果它所占据的空间小于等于8字节自己，keil仍然会把它放在data段里。只有当它所占据的空间大于8字节时，才会放到BSS段。

那么我们将myzero修改为一个数组