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。
& X. t2 v8 f9 u( i
6 D# W$ t0 S$ ~1 @, f( qNewlib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）

: K5 R+ p* m; p! W/ Dend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。
0 j4 F" ~1 [% y  esbrk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。
$ p4 a; K* ?5 \6 v+ J4 |
( E! j; l" [: w: i8 b$ ~内存分配测试
  N+ x* X9 w! G# B9 K1 y
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。
% X' U- D/ [1 ~5 e& J& V

) S+ }9 P! c* T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。
3 Y: b. G1 q4 e3 a
5 z2 w" H' R2 \) y1 N$ S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。

6 @' w% U5 m6 o7 x- w8 \给栈保留一定的内存
7 e, k. l* n  W, L$ ]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。
* P2 p: O2 d( [# v: Y: X: L


0 L3 a' |9 d% c: P" }" n+ d" u内存布局
2 R' |4 M8 n1 A6 p. v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：
+ I! M) U" S1 m- k9 H# I( U; w& ^
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。
( M: Q2 h8 M, d1 M2 A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。
6 I% ]4 ], d# a9 ?相关的代码在malloc_v2.zip中。
0 y" O$ V/ {& E4 D8 _4 x: P/ ^, R

相关Newlib系统调用的更多信息请参考：

• http://sourceware.org/newlib/libc.html#Syscalls
• http://www.embecosm.com/appnotes/ean9/ean9-howto-newlib-1.0.html
  . B( x( \# ~: b" W: e% b

. g: {) s: H' u( t
- s  Y( h2 g8 M3 m

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！

橙哥，一块交流啊

ataudio 发表于 2015-11-2 08:59
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。 ...

" F4 e, Z. B  \( ^$ ~. }8 B我用的是desktop版本。你说的驱动是stlink吗？

QianFan 发表于 2015-11-2 09:35
" M" D2 t( j; ^$ q0 ~( K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 ...

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 a/ S( f! emake[2]: Nothing to be done for 'install-data-am'.
' ~0 x" O+ ~7 _7 [2 T9 @- w
7 P# @9 H# l0 q. N! h- V* `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
5 H8 M6 _" U: n8 O* V" S# A3 R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 ...

1 `' S8 B* C! j, W3 T8 C5 ~9 [事实st-flash看看有反映吗

ataudio 发表于 2015-11-3 10:46
& c, Z5 a+ u4 D6 s9 `. b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 ...

- i! ]% ]6 m  }' D: `8 T应该不是吧。我的是4。8。4

QianFan 发表于 2015-11-3 13:32
- [9 Z  F& a+ a2 \8 |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         
( B  p* e1 L+ C1 M: iinvalid command line
5 v, G3 u2 v4 estlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] {read|write} /dev/sgX path addr <size>
stlinkv1 command line: ./st-flash [--debug] /dev/sgX erase
& q+ \: I" n7 g+ V" Tstlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] {read|write} path addr <size>
stlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] erase
                       use hex format for addr and <size>
! M9 ^7 K) b) l2 |& {+ @, paoems@ubuntu:~$

8 d- L7 }$ B) A! C0 z) y

ataudio 发表于 2015-11-4 11:24
5 V4 x: i% i1 Y7 C% w% c; |/ ~0 h这个是不是表明stlink已经装上了？
aoems@ubuntu:~$ st-flash         
8 J+ z. C# S( L9 ?invalid command line

2 ]4 A- J3 {8 R. s2 T- T对的，这就说明安装成功了。