6 O, E% K0 `( @) k$ U4 U6 {
$ h! }) V/ G5 @0 T    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。

" t: w, Q5 y, [  F2 _0 {Newlib申请内存的机制
8 f7 _' E4 M0 Z    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）
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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。
& V9 G; f* ~1 E4 b4 _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。
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内存分配测试

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。
) C0 L5 l+ P' [4 U& o* @9 E
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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。

9 d  s' b3 a. I! P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。

' P6 ?( m$ u2 Q给栈保留一定的内存
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。
* l. D4 }7 S, G
8 p& E8 ?+ U$ Z1 x+ Q
4 {1 y7 [& h7 ]  }7 ~9 z1 P, D3 C
" G. I3 U9 `% t/ n6 `" T" G" X内存布局
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。
- g- T5 b) `, c, @: J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。

6 c7 b' _" u* l
, J2 ]2 C- P, Z  J% ?5 W/ `. w# 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
  

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- M$ L& i0 M! U3 x" l, M# q

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
0 o2 G/ h" \/ n: [2 N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。 ...

# p9 m) l- f7 O( r9 T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？

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：
make[2]: Nothing to be done for 'install-data-am'.

9 ?4 r2 B$ r; j* ]% 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
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 V/ Y; N. z3 ~4 F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 ...

! X5 o' j4 d$ J$ n6 s' w0 V应该不是吧。我的是4。8。4

0 e: W* Z( I1 o, r8 R" D1 |* S

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？
3 L: y) }% |3 l* Y0 yaoems@ubuntu:~$ st-flash         
4 c) s7 Q' V( _( ]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
! L, f/ j# Q1 sstlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] [--reset] {read|write} path addr <size>
" q( n, A' p# K. O  p1 O+ Mstlinkv2 command line: ./st-flash [--debug] erase
2 I) F& g5 m, i9 J% q& n) U                       use hex format for addr and <size>
2 \; [: C- q1 z% l6 haoems@ubuntu:~$

ataudio 发表于 2015-11-4 11:24
这个是不是表明stlink已经装上了？
; `, ?  ~* l0 V) j: @) saoems@ubuntu:~$ st-flash         
invalid command line

对的，这就说明安装成功了。