% Q! n5 ]8 ]$ ^/ d    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。

Newlib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）
' l  a) j, m+ p
' z6 z0 M" l+ O* P) N# h: yend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。
sbrk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。

内存分配测试
) Y% D. U! Y% P( p- w
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)
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。
! e  v9 {5 m* d! k4 E1 L
9 Y" L& f8 q* u; `$ D
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。
' z& B  E/ v1 _3 F7 y1 k$ t1 C0 n
. F* L0 Z( L' |  b2 V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。

) V) r4 {+ m- ^0 Z给栈保留一定的内存
7 N7 w' K7 D- [8 b8 ?2 l/ Y/ }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。
2 h: d- f* e4 m+ @9 S
) l* [& {3 O7 t
+ V2 g6 ?& H) I/ S% U* m
内存布局
7 y( _* [! n0 i/ H% H( b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。
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：

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。
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。
相关的代码在malloc_v2.zip中。
: @9 S7 B) t, U& C0 f& x

相关Newlib系统调用的更多信息请参考：
) C6 c6 e; S5 R- u

• http://sourceware.org/newlib/libc.html#Syscalls
• http://www.embecosm.com/appnotes/ean9/ean9-howto-newlib-1.0.html
  9 s- ^+ ]% [2 h4 L

3 V& ~! F, |( B
/ f0 B3 U9 @" {" ]1 G: D7 f

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
恭喜连载完结，感谢qianfan无私的分享！

# L0 T2 g, N/ V/ ?橙哥，一块交流啊

ataudio 发表于 2015-11-2 08:59
5 [5 e( f5 R( G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。 ...

& v, h* y3 Q  o/ O, g# ~8 S我用的是desktop版本。你说的驱动是stlink吗？

QianFan 发表于 2015-11-2 09:35
2 |8 u; l# ~2 _" t* Q. F2 ]我用的是desktop版本。你说的驱动是stlink吗？

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 ...

  E9 N4 p( g* o3 {0 C, X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：
+ |2 B# J% ~5 T8 Jmake[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
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 ...

事实st-flash看看有反映吗

ataudio 发表于 2015-11-3 10:46
7 v6 m' p# C; v! l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 ...

0 T- D8 \2 K- U" {' S4 l7 m应该不是吧。我的是4。8。4

- _7 z5 C  C+ K

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？
aoems@ubuntu:~$ st-flash         
# Q+ E6 l  K. X  D) e8 C% einvalid 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
8 Y5 H* o- T; j7 T( X' Q" Xstlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] {read|write} path addr <size>
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] erase
& A6 W, i+ X% U4 J                       use hex format for addr and <size>
! V! k0 Y# j' J+ v( w1 [; i9 i9 caoems@ubuntu:~$
1 s3 V9 Y, o: s! K# \" G
- U) A+ G" K3 e) n

ataudio 发表于 2015-11-4 11:24
这个是不是表明stlink已经装上了？
+ M7 w' P9 X- [$ maoems@ubuntu:~$ st-flash         
9 x$ j1 {( w7 S& v2 k6 ^- rinvalid command line

对的，这就说明安装成功了。