本文分析STM32单片机到底是如何软硬件结合的，分析单片机程序如何编译，运行。

3 Z1 ?' i+ m& q% T软硬件结合
初学者，通常有一个困惑，就是为什么软件能控制硬件？就像当年的51，为什么只要写P1=0X55，就可以在IO口输出高低电平？要理清这个问题，先要认识一个概念：地址空间。
' o; x! N* `* g& a
. S/ `; h9 t4 Y4 o0 Y1 U# O, N0 M寻址空间
什么是地址空间呢？所谓的地址空间，就是PC指针的寻址范围，因此也叫寻址空间。
5 O* b4 M4 a4 {2 j! n6 S" H- u* w
$ j9 K: f. |$ J! c- ?大家应该都知道，我们的电脑有32位系统和64位系统之分，为什么呢？因为32位系统，PC指针就是一个32位的二进制数，也就是0xffffffff，范围只有4G寻址空间。现在内存越来越大，4G根本不够，所以需要扩展，为了能访问超出4G范围的内存，就有了64位系统。STM32是多少位的？是32位的，因此PC指针也是32位，寻址空间也就是4G。

我们来看看STM32的寻址空间是怎么样的。在数据手册《STM32F407_数据手册.pdf》中有一个图，这个图，就是STM32的寻址空间分配。所有的芯片，都会有这个图，名字基本上都是叫Memory map，用一个新芯片，就先看这个图。

7 S/ m% a5 f2 W& S) Q! n

. n- V" Z1 ?" P0 M9 E

4 ^# o" n0 s: b. g' q
最左边，8个block，每个block 512M，总共就是4G，也就是芯片的寻址空间。
$ g0 V" I1 j- P, K$ U1 _
block 0 里面有一段叫做FLASH，也就是内部FLASH，我们的程序就是下载到这个地方，起始地址是0X800 0000，大家注意，这个只有1M空间。现在STM32已经有2M flash的芯片了，超出1M的FLASH放在哪里呢？请自行查看对应的芯片手册。
5 r( b; n. E) X, C6 F; [% a
3 在block 1 内，有两段SRAM，总共128K，这个空间，也就是我们前面说的内存，存放程序使用的变量。如果需要，也可以把程序放到SRAM中运行。407不是有196K吗？

其实407有196K内存，但是有64k并不是普通的SRAM，而是放在block 0 内的CCM。这两段区域不连续，而且，CCM只能内核使用，外设不能使用，例如DMA就不能用CCM内存，否则就死机。

block 2，是Peripherals，也就是外设空间。我们看右边，主要就是APB1/APB2、AHB1/AHB2，什么东西呢？回头再说。

block 3、block4、block5，是FSMC的空间，FSMC可以外扩SRAM，NAND FALSH，LCD等外设。

+ |5 K7 d# b9 i9 s) f1 Y好的，我们分析了寻址空间，我们回过头看看，软件是如何控制硬件的。对于这个疑惑，也可以看此文：代码是如何控制硬件的？在IO口输出的例程中，我们配置IO口是调用库函数，我们看看库函数是怎么做的。
7 Z. H7 H% }8 h. n( }6 A; V
例如：
" M( ~9 ]/ @& n% e! T- m0 M$ b

1. GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3);

复制代码

+ a1 V8 P8 u) d8 W) d/ O这个函数其实就是对一个变量赋值，对GPIOx这个结构体的成员BSRRL赋值。
9 @  H2 Q& R+ {6 g0 o+ H

1. void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
   % R! o& ]3 s% }4 H* Z' Z
2. {
   
3. /* Check the parameters */
   
4. assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
   + }# }  w4 H- Y4 L7 H
5. assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
   7 I8 h- N  Z7 X6 u2 G1 K  U4 z
6. 
   
7. 
   
8. GPIOx->BSRRL = GPIO_Pin;
   
9. }

复制代码

assert_param:这个是断言，用于判断输入参数是否符合要求GPIOx是一个输入参数，是一个GPIO_TypeDef结构体指针，所以，要用->获取其成员

GPIOx是我们传入的参数GPIOG，具体是啥？在stm32f4xx.h中有定义。

1. #define GPIOG               ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)

复制代码

# O8 D$ m: T, S- M; W5 d+ N7 oGPIOG_BASE同样在文件中有定义，如下：

1. /*!< Peripheral memory map */
   * g2 V) V4 c, p. E" A0 t
2. #define APB1PERIPH_BASE       PERIPH_BASE
   6 k5 {; _0 I& t
3. #define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x00010000)
   
4. #define AHB1PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x00020000)
   
5. #define AHB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000000)

复制代码

再找找PERIPH_BASE的定义
" A4 A* `1 U$ d1 w5 K, T

1. #define PERIPH_BASE           ((uint32_t)0x40000000)

复制代码

到这里，我们可以看出，操作IO口G，其实就是操作0X40000000+0X1800这个地址上的一个结构体里面的成员。说白了，就是操作了这个地方的寄存器。实质跟我们操作普通变量一样，就像下面的两句代码，区别就是变量i是SRAM空间地址，0X40000000+0X1800是外设空间地址。

1. u32 i;
   & f0 i/ m4 B& h5 I# D4 d+ i
2. i = 0x55aa55aa;

复制代码

7 v0 W1 W5 k9 P这个外设空间地址的寄存器是IO口硬件的一部分。关于如下图STM32的GPIO文章推荐：STM32中GPIO工作原理详解。如下图，左边的输出数据寄存器，就是我们操作的寄存器（内存、变量），它的地址就是0X40000000+0X1800+0x14.
2 i+ c% n; k0 M: Z
+ |! D4 b. z& N

3 Q* _9 ]% G& K% P% m* H控制其他外设也类似，就是将数据写到外设寄存器上，跟操作内存一样，就可控制外设了。

寄存器，其实应该是内存的统称，外设寄存器应该叫做特殊寄存器。慢慢的，所有人都把外设的叫做寄存器，其他的统称内存或RAM。寄存器为什么能控制硬件外设呢？因为，初略的说，一个寄存器的一个BIT，就是一个开关，开就是1，关就是0。通过这个电子开关去控制电路，从而控制外设硬件。

) V- x  T, f7 }7 {纯软件-包罗万象的小程序
我们已经完成了串口和IO口的控制，但是我们仅仅知道了怎么用，对其他一无所知。程序怎么跑的？关于程序是怎么在单片机运行的，也可以看此视频：动画演示单片机是如何跑程序的。代码到底放在那里？内存又是怎么保存的？下面，我们通过一个简单的程序，学习嵌入式软件的基本要素。

6 @! M1 G2 m3 l/ u) q; e# X分析启动代码
6 {- _* L7 P) D9 {3 F' r. m, W3 q函数从哪里开始运行？
每个芯片都有复位功能，复位后，芯片的PC指针（一个寄存器，指示程序运行位置，对于多级流水线的芯片，PC可能跟真正执行的指令位置不一致，这里暂且认为一致）会复位到固定值，一般是0x00000000，在STM32中，复位到0X08000004。因此复位后运行的第一条代码就是0X08000004。前面我们不是拷贝了一个启动代码文件到工程吗？startup_stm32f40_41xxx.s，这个汇编文件为什么叫启动代码？因为里面的汇编程序，就是复位之后执行的程序。在文件中，有一段数据表，称为中断向量，里面保存了各个中断的执行地址。复位，也是一个中断。

" l) `7 l: v9 @8 j0 t& F芯片复位时，芯片从中断表中将Reset_Handler这个值（函数指针）加载到PC指针，芯片就会执行Reset_Handler函数了。（一个函数入口就是一个指针）

1. ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
   / ?' E) Y; p- h' z
2.                 AREA    RESET, DATA, READONLY
   4 Y0 Y+ [' Q0 n  x% p% X) X
3.                 EXPORT  __Vectors
   
4.                 EXPORT  __Vectors_End
   
5.                 EXPORT  __Vectors_Size
   
6. 
   9 w- s* x. q9 x4 q8 r
7. __Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
   / I0 Q# d- [: V9 j
8.                 DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
   
9.                 DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
   
10.                 DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
    
11.                 DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
    
12.                 DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
    
13.                 DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler

复制代码

Reset_Handler函数，先执行SystemInit函数，这个函数在标准库内，主要是初始芯片时钟。然后跳到__main执行，__main函数是什么函数？

是我们在main.c中定义的main函数吗？后面我们再说这个问题。

* n+ P* e; p1 X: B( l* k芯片是怎么知道开始就执行启动代码的呢？或者说，我们如何把这个启动代码放到复位的位置？这就牵涉到一个一般情况下不关注的文件wujique.sct，这个文件在wujique\prj\Objects目录下，通常把这个文件叫做分散加载文件，编译工具在链接时，根据这个文件放置各个代码段和变量。
7 x, L7 d& [  ~
在MDK软件Options菜单Linker下有关于这个菜单的设置。

4 P; J3 Z- N3 B& F: n2 r  y
  b3 b; E# c$ g. Q把Use Memory Layout from Target Dialog前面的勾去掉，之前不可设置的框都可以设置了。点击Edit进行编辑。
" L# P' ?- ~$ v: t: u. j* X
& a( v4 K( ?! ]: f

4 n( F( R% u* u3 R
在代码编辑框出现了分散加载文件内容，当前文件只有基本的内容。
( ]0 ]/ H7 ?" p  l. S- B
: i! f' W2 d1 |5 V其实这个文件功能很强大，通过修改这个文件可以配置程序的很多功能，例如：1 指定FLASH跟RAM的大小于起始位置，当我们把程序分成BOOT、CORE、APP，甚至进行驱动分离的时候，就可以用上了。2 指定函数与变量的位置，例如把函数加载到RAM中运行。
9 o$ p  |8 n! A) A

2 X# c4 ?4 L+ \8 |& N; B, Z# `
: ^/ T" \0 R7 Z7 b( A( k, O- z7 m从这个基本的分散加载文件我们可以看出：
1 L6 S) [) M0 J6 f/ M5 x3 ]
8 F  W( V* I% ]. U$ D( R  X第6行 ER_IROM1 0x08000000 0x00080000定义了ER_IROM1，也就是我们说的内部FLASH，从0x08000000开始，大小0x00080000。
) J7 @2 u" b0 g  A2 j/ l
( b% m  w( U* w第7行.o (RESET, +First)从0x08000000开始，先放置一个.o文件， 并且用(RESET, +First)指定RESET块优先放置，RESET块是什么？请查看启动代码，中断向量就是一个AREA，名字叫RESET，属于READONLY。这样编译后，RESET块将放在0x08000000位置，也就是说，中断向量就放在这个地方。DCD是分配空间，4字节，第一个就是__initial_sp，第二个就是Reset_Handler函数指针。也就是说，最后编译后的程序，将Reset_Handler这个函数的指针（地址），放在0x800000+4的地方。所以芯片在复位的时候，就能找到复位函数Reset_Handler。
: n7 \$ E; y4 p3 Z
第8行 *(InRoot$$Sections)什么鬼？GOOGLE啊！回头再说。

6 z3 G: B  _7 p, n" w4 ^第9行 .ANY (+RO)意思就是其他的所有RO，顺序往后放。就是说，其他代码，跟着启动代码后面。

第11行 RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000定义了RAM大小。
  e5 P7 L  f, ]4 a2 a# B6 r
第12行 .ANY (+RW +ZI)所有的RW ZI，全部放到RAM里面。RW,ZI，也就是变量，这一行指定了变量保存到什么地址。
0 X0 W" s  R: `7 y- T7 T
/ R; x! R: h; P0 k' Y% W% C分析用户代码
/ f" W+ u# D# j& A, J, o4 L到此，基本启动过程已经分析完。下一步开始分析用户代码，就从main函数开始。

9 j7 E5 K, c) X% Q  `5 S1 程序跳转到main函数后:RCC_GetClocksFreq获取RCC时钟频率；SysTick_Config配置SysTick，在这里打开了SysTick中断，10毫秒一次。Delay(5);延时50毫秒。

1. int main(void)
   & Q6 M+ I0 W, H% z: E; e
2. {
   + C" h$ H$ }4 k
3.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
4. 
   # }- w8 R* L5 R
5. /*!< At this stage the microcontroller clock setting is already configured,
   5 u* L" u* \/ g" N, Q: g( s5 }+ I
6.        this is done through SystemInit() function which is called from startup
   5 c+ |) ~8 x- x' }) ]; L1 n. F9 p0 O4 o
7.        files before to branch to application main.
   
8.        To reconfigure the default setting of SystemInit() function,
   
9.        refer to system_stm32f4xx.c file */
   ' l0 y- `8 [. p$ q
10. 
    
11.   /* SysTick end of count event each 10ms */
    
12.   RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
    
13.   SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 100);
    
14. 
    ! S+ D0 O8 c. ]/ g1 @
15.   /* Add your application code here */
    
16.   /* Insert 50 ms delay */
    
17.   Delay(5);

复制代码

2 初始化IO就不说了，进入while(1)，也就是一个死循环，嵌入式程序，都是一个死循环，否则就跑飞了。

1. /*初始化LED IO口*/
   8 m$ W5 `! [9 e4 C+ `% ]* B
2. RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
   
3. 
   ' F2 ]/ X7 \9 O& w6 `/ Z
4. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3;
   " {" j. s( I  H* p9 a6 ?
5. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
   
6. 
   
7. GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
   / z9 Y8 M! g8 `3 S- _8 U* h# ^- u
8. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
   
9. GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
   * R; e" O  f! O( l8 N
10. GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);   
    , _& d( S% s4 T% q- X
11. 
    7 I* n' m4 a& P
12. /* Infinite loop */
    : Z1 S% [  E- Y( Z) f  K9 `) f8 T; Q- a
13. mcu_uart_open(3);
    
14. while (1)
    
15. {
      p' T% u8 G1 x! b* d  h. s
16.   GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);
    
17.   Delay(100);
    
18.   GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);
    
19.   Delay(100);
    2 N. ]0 w: ^3 `) V' e( w
20.   mcu_uart_test();
    5 Y. h: T2 O% _; T3 f4 Z4 T
21. 
    : j& C! L& s3 K* g* _4 C& w
22.   TestFun(TestTmp2);
    
23. }

复制代码

3 在while(1)中调用TestFun函数，这个函数使用两个全局变量，两个局部变量。

1. /* Private functions ---------------------------------------------------------*/
   
2. u32 TestTmp1 = 5;//全局变量，初始化为5
   
3. u32 TestTmp2;//全局变量，未初始化
     p! S2 K- E! b* }
4. 
   2 |& {: \  a  [3 ^# U, P) [- \
5. const u32 TestTmp3[10] = {6,7,8,9,10,11,12,13,12,13};
   
6. 
   - B  B, i  q8 b, J* `) |; C7 S
7. u8 TestFun(u32 x)//函数，带一个参数，并返回一个u8值
   
8. {
   # T4 [6 l* a8 z: f, f, ]2 m2 F5 e) a# H
9. u8 test_tmp1 = 4;//局部变量，初始化
   5 c3 J  H: C  ~6 x  ^
10. u8 test_tmp2;//局部变量，未初始化
    
11. 
    
12. static u8 test_tmp3 = 0;//静态局部变量
    + g; u, G/ h$ K! K
13. 
    : f! O# a- \6 l. i
14. test_tmp3++;
    / r+ k! ?9 E; N
15. 
    
16. test_tmp2 = x;
    ; |+ j& f$ Q* F" B
17. 
    ; u, y6 K% f5 a! N7 J, d4 a' q2 y
18. if(test_tmp2> TestTmp1)
    
19.   test_tmp1 = 10;
    
20. else
    9 h" i, g+ e1 k7 G( `, F1 t
21.   test_tmp1 = 5;
    8 y+ R: y, X5 e
22. 
    
23. TestTmp2 +=TestTmp3[test_tmp1];
    
24. 
    
25. return test_tmp1;
      b2 J, n( e- E# m
26. }

复制代码

然后程序就一直在main函数的while循环里面执行。中断呢？对，还有中断。中断中断，就是中断正常的程序执行流程。相关文章：STM32中断系统。我们查看Delay函数，uwTimingDelay不等于0就死等？谁会将uwTimingDelay改为0？

1. /**
   7 T8 A- m8 q) A& S0 Z
2.   * @brief  Inserts a delay time.
   9 X; D1 ^. I, ~
3.   * @param  nTime: specifies the delay time length, in milliseconds.
   3 s5 c3 h7 }% m" S9 O2 S& y
4.   * @retval None
   8 @$ m, p% L' |, J( K; X
5.   */
   ' s# T' @: V& c9 |
6. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   , h5 H5 @/ J  K
7. {
   3 v& H) d" F* z  z
8.   uwTimingDelay = nTime;
   ( M% A6 F! Q/ p: E- ]
9. 
   - @$ C3 a2 u+ L& i$ ?% d& C
10.   while(uwTimingDelay != 0);
    
11. }

复制代码

& i6 q- B$ V- j7 ~( f搜索uwTimingDelay变量，函数TimingDelay_Decrement会将变量一直减到0。

1. /**
   7 d* d1 ?& N( a* b# W& k: E5 B
2.   * @brief  Decrements the TimingDelay variable.
   
3.   * @param  None
   % O, f0 N$ e! O; f7 v1 h
4.   * @retval None
   : k  L/ V2 V7 m. w6 a+ |
5.   */
   
6. void TimingDelay_Decrement(void)
   
7. {
   
8.   if (uwTimingDelay != 0x00)
   8 R1 X- B3 Q& {& w3 _
9.   {
   # N: ]4 h9 r. }% Q& \+ v
10.     uwTimingDelay--;
    
11.   }
    
12. }

复制代码

" f) s) O: g/ Q$ \, N3 W2 o这个函数在哪里执行？经查找，在SysTick_Handler函数中运行。谁用这个函数？

1. /**
   
2.   * @brief  This function handles SysTick Handler.
   - h' u3 ^2 ^/ ?7 j- A& Q
3.   * @param  None
   5 z& l; O" J  N4 N9 x
4.   * @retval None
   " R: d2 J8 P' |, }" U3 \
5.   */
   ( [4 J- g6 D$ B* m+ Z
6. void SysTick_Handler(void)
   
7. {
   
8.   TimingDelay_Decrement();
   
9. }

复制代码

+ a+ I- \8 a8 N( r+ ?5 E经查找，在中断向量表中有这个函数，也即是说这个函数指针保存在中断向量表内。当发生中断时，就会执行这个函数。当然，在进出中断会有保存和恢复现场的操作。这个主要涉及到汇编，暂时不进行分析了。有兴趣自己研究研究。通常，现在我们开发程序不用关心上下文切换了。

1. __Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
   7 O2 y/ O1 |/ b# ?; ]8 N; \2 p
2.                 DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
   $ @0 d0 d6 ?4 ?
3.                 DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
   2 d% U/ h! W9 E3 K: {
4.                 DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
   8 L0 \  a5 W$ F$ [+ ~; K+ i& }, r
5.                 DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
   
6.                 DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
   
7.                 DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
   . }) ^# D/ X- G/ H
8.                 DCD     0                          ; Reserved
   & d+ @. h: o+ S/ k4 ?. I" l
9.                 DCD     0                          ; Reserved
   ' k" [" J" H( I; r5 S& M
10.                 DCD     0                          ; Reserved
    
11.                 DCD     0                          ; Reserved
    
12.                 DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
    ) }8 C& [( h8 R3 r: S+ j
13.                 DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
    
14.                 DCD     0                          ; Reserved
    
15.                 DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
    # j9 N. C& c; j$ m* N8 L
16.                 DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

复制代码

余下问题
" P4 L+ _( h2 `1 I* }! \2 }4 H4 M1 __main函数是什么函数？是我们在main.c中定义的main函数吗？2 分散加载文件中*(InRoot$$Sections)是什么？3 ZI段，也就是初始化为0的数据段，什么时候初始化？谁初始化？

* N0 w8 R4 X7 S为什么这几个问题前面留着不说？因为这是同一个问题。顺藤摸瓜！


7 O  {3 B! L5 F通过MAP文件了解代码构成
编译结果
程序编译后，在下方的Build Output窗口会输出信息：

1. *** Using Compiler 'V5.06 update 5 (build 528)', folder: 'C:\Keil_v5\ARM\ARMCC\Bin'
   ( P( c. |1 G- ^' u  r% ]
2. Build target 'wujique'
   3 q) `. t0 W' L' A0 k8 O) F
3. compiling stm32f4xx_it.c...
   
4. ...
   
5. assembling startup_stm32f40_41xxx.s...
   : F& o! i( \$ _: Q# ^# C9 w$ B
6. compiling misc.c...
   
7. ...
   % u, Z- X; K; j: m' V& `& U
8. compiling mcu_uart.c...
   
9. linking...
   
10. Program Size: Code=9038 RO-data=990 RW-data=40 ZI-data=6000  
    
11. FromELF: creating hex file...
    / k+ I% M& t; S% z2 Q3 S8 T( Q3 p% \
12. ".\Objects\wujique.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
    
13. Build Time Elapsed:  00:00:32

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: M. O2 b+ [1 A' X) I编译目标是wujique
C文件compiling，汇编文件assembling，这个过程叫编译
) m$ s! a. i! n. r编译结束后，就进行link，链接。
( u% u; V' T/ @- K0 h$ [1 w: i7 A最后得到一个编译结果，9038字节code，RO 990，RW 40，ZI 6000。CODE，是代码，很好理解，那RO、RW、ZI都是什么？
: V  Q5 k2 b, b. U1 ~FromELF，创建hex文件，FromELF是一个好工具，需要自己添加到option中才能用
: F, @! p  y% J% [/ k- \* i; V" c' T
map文件配置
. g% P. ~& X  b4 Q$ H更多编译具体信息在map文件中，在MDK Options中我们可以看到，所有信息都放在\Listings\wujique.map

默认很多编译信息可能没钩，钩上所有信息会增加编译时间。


- n0 I/ K* P. x9 ^0 `0 B
map文件
打开map文件，好乱？习惯就好。我们抓重点就行了。



# x' n; f2 |9 T0 |* F0 c; dmap 总信息
' s, G( m; _' j
从最后看起，看到没？最后的这一段map内容，说明了整个程序的基本概况。

有多少RO？RO到底是什么？

' J9 o* ], c) _% L% Z# A- H有多少RW?RW又是什么？
6 H! J* g- C$ L- h/ O
  `' d3 ]4 k1 Y% NROM为什么不包括ZI Data？为什么包含RW Data？
3 @) j! A+ A% [# [9 s  V3 z8 D

Image component sizes

$ p; y7 Q, L, ^' n- L" Q& s: t+ }往上，看看Image component sizes，这个就比刚刚的总体统计更细了。

这部分内容，说明了每个源文件的概况
5 `6 ?" W* W7 p! q' A& S$ p! [+ S
首先，是我们自己的源码，这个程序我们的代码不多，只有main.o，wujique_log.o，和其他一些STM32的库文件。
+ n0 U0 G! |2 ~* f) b
0 ]' b$ a1 j" m

5 e3 M! ?4 t& {# w5 f" r第2部分是库里面的文件，看到没？里面有一个main.o。main函数是不是我们写的main函数？明显不是，我们的main函数是放在main.o文件。这么小的一个工程，用了这么多库，你以前关注过吗？估计没有，除非你曾经将一个原本在1M flash上的程序压缩到能在512K上运行。

" L! I- {2 [6 j! S
第3部分也是库，暂时没去分析这两个是什么东西。
- \5 f1 g0 J4 @4 t4 N+ B

) S1 _$ t1 F  h9 {
/ `9 @" R  K) \- t, U3 B  c& _9 M8 i库文件是什么？库文件就是别人已经别写好的代码库。在代码中，我们经常会包含一些头文件，例如：
* ?! S2 ~* \$ B, s- c. g#include <stdarg.h>
0 r* M; S& [- c# k4 |#include <stdlib.h>
#include <string.h>  

这些就是库的头文件。这些头文件保存在MDK开发工具的安装目录下。我们经常用的库函数有：memcpy、memcmp、strcmp等。只要代码中包含了这些函数，就会链接库文件。

% @3 y8 W" ~# B; s$ O7 u, O4 U
文件map
再往上，就是文件MAP了，也就时每个文件中的代码段（函数）跟变量在ROM跟RAM中的位置。首先是ROM在0x08000000确实放的是startup_stm32f40_41xxx.o中的RESET

( A9 r( z% e  f( n- a% _库文件是什么？
% b* ?5 o% e7 @) R/ c8 P库文件就是别人已经别写好的代码库。
# ~' o1 k# W) Z+ Z, |
1 q  q2 @' R/ E3 ^, w在代码中，我们经常会包含一些头文件，例如：

1. #include <stdarg.h>
   ' T  W4 h# Z+ K0 g' ~" `
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <string.h>

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这些就是库的头文件。相关文章：C语言中的头文件。这些头文件保存在MDK开发工具的安装目录下。

我们经常用的库函数有：memcpy、memcmp、strcmp等。

只要代码中包含了这些函数，就会链接库文件。
3 ]# W5 _, Y/ D4 m3 j0 j
7 ^) Q4 c; H! Q+ H" L文件map
再往上，就是文件MAP了，也就时每个文件中的代码段（函数）跟变量在ROM跟RAM中的位置。首先是ROM在0x08000000确实放的是startup_stm32f40_41xxx.o中的RESET
' d5 T, a6 p. j) n* ?  {
; |8 s$ Q  B. E- P5 A3 F( G

每个文件有有多行，例如串口，4个函数。

5 t  k% _3 i$ _) P6 u' s# [
# J9 m5 L# a2 O8 V+ g% j4 B- r9 |9 Q4 S/ y然后是RAM的，main.o中的变量，放在0x20000000，总共有0x0000000c，类型是Data、RW。串口有两种变量，data和bss，什么是bss？这两个名称，是section name，也就是段的意思。看前面type和Attr，

RW Data，放在.data段；RW Zero放在.bss段，RW Zero，其实就是ZI。到底哪些变量是RW，哪些是ZI？

- p- ?) H9 T2 F( M. j4 z/ L1 xImage Symbol Table

再往上就是Image Symbol Table，就更进一步到每个函数或者变量的信息了
7 h; D1 n. p. C7 A0 X4 q
8 {! b5 \5 d! u* }6 k

1 [& h  u, k7 q  d6 x3 F) `
例如，全局变量TestTmp1，是Data，4字节，分配的位置是0x20000004。
( Z+ K; q4 b" S& D. }4 d$ x/ S
/ ?! H0 [( O+ X0 D

0 `# b; u* y+ W5 W0 L4 `7 Z2 ^4 jTestTmp3数组放在哪里？放在0X080024E0这个地方，这可是代码区额。因为我们用const修饰了这个全局变量数组，告诉编译器，这个数组是不可以改变的，编译器就将这个数组保存到代码中了。程序中我们经常会使用一些大数组数据，例如字符点阵，通常有几K几十K大，不可能也没必要放到RAM区，整个程序运行过程这些数据都不改变，因此通过const修饰，将其存放到代码区。

( G+ m0 c$ [8 W7 K( {const的用处比较多，可以修饰变量，也可以修饰函数。更多用法自行学习
7 A$ I& D2 C1 q
9 x2 w6 Y% {" Z: j

& \5 T0 e4 X" f- o3 p( X# r( @那局部变量存放在哪里呢？我们找到了test_tmp3，

" G5 V* U8 E- U; Z" m

3 T5 N9 o# a" ?. i" T: q6 i) u
没找到test_tmp1/test_tmp2，为什么呢？在定义时，test_tmp3增加了static定义，意思就是静态局部变量，功能上，相当于全局变量，定义在函数内，限制了这个全局变量只能在这个函数内使用。哪test_tmp1、test_tmp2放在哪里呢？ 局部变量，在编译链接时，并没有分配空间，只有在运行时，才从栈分配空间。

1. <blockquote>u8 TestFun(u32 x)//函数，带一个参数，并返回一个u8值

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4 k7 b- m' Q+ V/ F9 h! h上一部分，我们留了一个问题，哪些变量是RW，哪些是ZI？我们看看串口变量的情况，UartBuf3放在bss段，其他变量放在.data段。为什么数组就放在bss？bss是英文Block Started by Symbol的简称。

, s! m3 b, i8 d
到这里，我们可解释下面几个概念了：
Code就是代码，函数。
RO Data，就是只读变量，例如用const修饰的数组。
RW Data，就是读写变量，例如全局变量跟static修饰的局部变量。
/ d: ~4 a5 C; w' v3 p/ Q3 U) W* jZI Data，就是系统自动初始化为0的读写变量，大部分是数组，放在bss段。
RO Size等于代码加只读变量。
RW Size等于读写变量（包括自动初始化为0的），这个也就是RAM的大小。
ROM Size，也就是我们编译之后的目标文件大小，也就是FLASH的大小。但是？为什么会包含RW Data呢？因为所有全局变量都需要一个初始化的值（就算没有真正初始化，系统也会分配一个初始化空间），例如我们定义一个变量u8 i = 8;这样的全局变量，8，这个值，就需要保存在FALSH区。
/ X% a# _4 M( ?; {* Q. C
7 ?- W( \& G  t9 W

- r9 ~2 L; d& `+ w# I2 I
# E8 o) x, O& q. t8 q8 M( p+ ~我们看看函数的情况，前面我们不是有一个问题吗？__main和main是一个函数吗？查找main后发现，main是main，放在0x08000579
5 [$ U2 k9 j; [5 q/ t7 J% T

0 S. @* _- c& X8 a. V) ?% Hmain是main，放在0x08000189

8 M) M% g& W( D: R( H& k
__main到main之间发生了什么？还记得分散加载文件中的这句吗？
*(InRoot$$Sections)
4 a6 d/ B& s4 T  F# X
__main就在这个段内。下图是__main的地址，在0x08000189。__Vectors就是中断向量，放在最开始。
6 W- Z+ s$ C1 U
! G9 ~- ?4 w+ Y

  g+ N: Z9 v8 ?在分散加载文件中，紧跟RESET的就是*(InRoot$$Sections)。
4 p8 l# T; V, d! a. m" u! T

- v$ S) w. M; M+ d& v- x; P! G8 F而且，RESET段正好大小0x00000188。

0 y! C2 t+ x6 J

巧合？可以参考PPT文档《ARM嵌入式软件开发.ppt》。
1 T9 O; q# G: _' n" p& o
4 ?3 g7 j2 A1 {& [0 ?; i

4 o/ r' o) Q5 s" P+ N
, r) o- e, |! B2 l0 @! R; Y这一段代码都完成什么功能呢？主要完成ZI代码的初始化，也就是将一部分RAM初始化为0。其他环境初始化……


最后
& m. N( J* |- K% x! c: m' Z到这里，一个程序，是怎么组成的，程序是如何运行的，基本有一个总体印象了。


, B. _1 |1 a, J/ }4 A) @/ U6 x% F转载自： [color=var(--weui-LINK)][url=]STM32嵌入式开发[/url]
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