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& v% N1 Q7 |9 `5 e, x  e" f$ p) y    Ubuntu下开发STM32已经接近尾声。如果不出意外的话，这篇将会是最后一篇了。突然有点心痛，毕竟，在也没有机会这么明目张胆的传图片，刷金币了。
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- E& L/ x  F8 vNewlib申请内存的机制
    这次介绍的是Newlib下的malloc。不同与keil mdk下的malloc。两者的实现机制是不同的。keil mdk是在汇编文件中改一个数值，用来设置堆的大小。今后的所有malloc申请的内存都在这个堆中。堆的大小是在编译的时候确定的，预先放入bss段中。而Newlib使用的是sbrk的机制。只要sbrk的申请的地址还没到当前sp的位置，就能一直申请。（代码图片是我在原先的基础上添加了点调试信息）
! y8 }- ?" o1 a# ^3 c- T. n
end是bss段的结束地址。因为使用了extern char end asm("end")这样的语法，在编译的时候只能使用-std=gnu99，而不能使用-std=c99。stack_ptr是当前sp的值。只要上一次结束的地址加上这一次申请字节数的和不超过sp，sbrk就能成功。malloc也能成功。
* X$ T4 z' t0 N) k6 dsbrk相当于内存的经销商，malloc只是一个小贩。当有人向malloc请求内存的时候，如果malloc手中有剩余的内存并且足够这次分配，那就直接把手中剩余的内存分配出去。使用完内存之后，只要记得使用free还给malloc就行。如果申请的时候，malloc手中没有足够的内存，那么malloc会向sbrk要一块内存，自己再转手出售给其他的需要者。

) g$ `, [( g% V5 T内存分配测试

  x9 l$ U8 n# p4 Z, ^+ N+ g9 X3 ^( v主函数中一直尝试无限制的分配内存，只分配不释放。将代码下载至SRAM中运行。（make sram，sudo make burns)
# @7 Z! o; m" P在内存分配之前，malloc分配的起始地址是536871400（0x2000_01E8)，具体为什么是这个数值，在稍后会解释。进入main之前申请了436,1032字节（实际是428和1024字节，剩余8字节用于存储分配信息）。估计1K内存是用来给printf当缓冲区了。至于另外428字节不知道用作什么用了。
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# a7 n% Z3 {) c8 f* X; U; i
在170次内存之后，申请了17000个字节的空闲内存，共消耗17000+170*8=18360字节的内存。

到内存耗尽的时候，堆指针在0x2000_4F5C（536891120+108) 处。这个值差不多接近栈顶（0x2000_5000)了。

给栈保留一定的内存
( G$ R8 q  Y2 ?7 B# o; _; X如果一直使用malloc分配内存的话，最终可能会导致栈的内存与堆的内存冲突。为了安全考虑，暂时考虑为栈保留一定的空间。在syscalls.c文件中添加一个可配置的宏，用于确定可保留的大小。这个数值可以在syscalls.c文件中更改，也可以在编译的时候使用-D来更改。这里保留了2K的空间给栈。
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4 s3 g" s' i+ r4 b# X  b) c+ g, o; F+ [

0 W) `  s) Q6 x+ z6 f3 {1 ~+ Y5 M7 b内存布局
" a5 _0 I" }8 C3 U- I可能你会疑问为什么malloc内存分配是从0x2000_01E8开始的，为什么链接文件中定义了_Min_Stack_Size，这里却还要为栈保存空间。虽然在SRAM中运行程序一节https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-603793-1-1.html中也简单的提到了一些，这里打算详细的说一下。
2 p$ J' _! E# B$ C6 b1 N8 w( R: s在链接的时候，我添加了参数-Wl,-Map=flash_sram.map，用来记录代码或者数据的布局。打开文件可以看到这样的信息：
) A7 l6 v! h6 v1 q- _
从Map文件上看，bss段（未赋值的变量）是从0x2000_00a4开始的。（从0x2000_0000开始到0x2000_00a4之间的数据是用来存放已赋值的变量。）在bss段的结束地址（end）之后，有根据_Min_Heap_Size,_Min_Stack_Size保留的内存区。这两片内存去并没有什么作用，只是用来保证bss段不至于过大而已。
* h& D8 |6 f! Y3 d从sbrk的输出上也能够看出来，malloc进行内存分配的时候是从bss段的结束，也就是end地址处开始的。显然malloc的内存分配能够覆盖_Min_Heap_Size和_Min_Stack_Size。
: s- @; h; T  \& f# V相关的代码在malloc_v2.zip中。


  l4 L# S; S* n0 K: `相关Newlib系统调用的更多信息请参考：
; U/ e" r5 U! Z9 k) G

• http://sourceware.org/newlib/libc.html#Syscalls
• http://www.embecosm.com/appnotes/ean9/ean9-howto-newlib-1.0.html
  + z% G5 V, V7 m' y9 n  O; h, S

* O( s: }5 ], h; A. u

恭喜连载完结，感谢qianfan无私的分享！

恭喜楼主大功告成。我用server版，还没有安装好驱动。要换desktop版了。

creep 发表于 2015-11-1 23:00
9 V( h( Q. \* t. B) V# |恭喜连载完结，感谢qianfan无私的分享！

橙哥，一块交流啊

ataudio 发表于 2015-11-2 08:59
1 W' o# X: ]5 N, p& |恭喜楼主大功告成。我用server版，还没有安装好驱动。要换desktop版了。 ...

+ s  C& Y0 B- R4 B" U: O  h9 g1 v我用的是desktop版本。你说的驱动是stlink吗？

QianFan 发表于 2015-11-2 09:35
我用的是desktop版本。你说的驱动是stlink吗？

7 m' g- D; F! F: F是的。你发给我的stlink驱动包，和我下载的完全一样。在server下运行报一样的错误。看你的截图应该是在desktop的配色下编写的，所以我抽空换成desktop试试。。

ataudio 发表于 2015-11-2 14:41
是的。你发给我的stlink驱动包，和我下载的完全一样。在server下运行报一样的错误。看你的截图应该是在des ...

7 Z" Z$ [  ]3 O+ c( R$ w: ]1 D可能是这个原因。不知道你的libusb安装了没有

怀疑是gcc版本的原因。需要gcc  5.0以上。桌面版是5.2，编译通过了。第一次libusb1.0没安装，在configure时会提示错误，装了libusb之后再来一次，配置OK、编译也OK，就是sudo make install看到了：
make[2]: Nothing to be done for 'install-data-am'.

不知道安装是否成功了。先继续往下配置看看。

ataudio 发表于 2015-11-3 10:46
2 T. |7 c4 G* V, ?6 t. H怀疑是gcc版本的原因。需要gcc  5.0以上。桌面版是5.2，编译通过了。第一次libusb1.0没安装，在configure时 ...

) b6 ?+ W! Y5 B9 p. c事实st-flash看看有反映吗

ataudio 发表于 2015-11-3 10:46
怀疑是gcc版本的原因。需要gcc  5.0以上。桌面版是5.2，编译通过了。第一次libusb1.0没安装，在configure时 ...

8 W7 U! m/ t1 K3 {应该不是吧。我的是4。8。4

QianFan 发表于 2015-11-3 13:32
事实st-flash看看有反映吗

这个是不是表明stlink已经装上了？
) w4 I* b. C0 u0 b4 `( zaoems@ubuntu:~$ st-flash         
invalid command line
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] {read|write} /dev/sgX path addr <size>
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] /dev/sgX erase
& ]7 r6 o3 g6 s# y4 Istlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] {read|write} path addr <size>
- ]# Z1 d8 ]3 C* tstlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] erase
                       use hex format for addr and <size>
5 C( M/ [' n8 C1 {# A: Paoems@ubuntu:~$

+ U% K$ k9 ~% M! w( j2 a

ataudio 发表于 2015-11-4 11:24
) U3 G4 n2 c$ P这个是不是表明stlink已经装上了？
2 l3 V. l6 h7 c+ x8 ^4 x8 u  \) ~aoems@ubuntu:~$ st-flash         
invalid command line

对的，这就说明安装成功了。