不知道大家有没有疑惑，为什么软件能控制硬件？

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。

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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。

; }. d( [  F; b" C' E

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。

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。

• 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。
• 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。
• 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。
  
  
  

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。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。

例如：

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

复制代码

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。

1. void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
   
2. {
   
3. /* Check the parameters */
   & c3 }7 y4 A% k1 U8 C+ r. {
4. assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
   " j2 U, j7 S, O( j# F' Y
5. assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
   ; G) w$ v' @' w$ R/ i' ]: ?, S" M
6. 
   6 M+ i; i' W! U& ]
7. GPIOx->BSRRL = GPIO_Pin;
   ; W0 m5 i- M5 _; |# J7 h. |
8. }

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

GPIOG_BASE同样在文件中有定义，如下：

1. #define GPIOG_BASE           (AHB1PERIPH_BASE + 0x1800)

复制代码

AHB1PERIPH_BASE，AHB1地址，有点眉目了吧？在进一步看看

1. /*!< Peripheral memory map */
   
2. #define APB1PERIPH_BASE       PERIPH_BASE
   + S: G4 i7 y" x; a. p. K
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

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

复制代码

/ p& I# r: G8 ^

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;
   & r7 H  Q9 d+ Y. Q" V6 {5 ?0 z
2. i = 0x55aa55aa;

复制代码

这个外设空间地址的寄存器是IO口硬件的一部分。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.

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。

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？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。

3 _* X3 n! A: Y3 F  k+ ]% v

分析启动代码

• 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。

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
   % W5 Y1 B) |5 G  f- e$ q* w( Z
2.                 AREA    RESET, DATA, READONLY
   $ s/ |. Y: q& z7 p/ _
3.                 EXPORT  __Vectors
   7 N/ v/ k* I$ |2 Z( }- P5 V
4.                 EXPORT  __Vectors_End
   % q' W& Q. H6 ?, I3 {
5.                 EXPORT  __Vectors_Size
   
6. 
   
7. __Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
   
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

/ I8 v2 `6 G& B

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。

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。

在MDK软件Options菜单Linker下有关于这个菜单的设置。

. y# U' J% z) b; P+ z5 A8 M# L

; W& ^' U% p& e1 _6 n

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。

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。

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。

从这个基本的分散加载文件我们可以看出：

• 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。
• 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。
• 第8行 *(InRoot$$Sections)什么鬼？GOOGLE啊！回头再说。
• 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。
• 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。
  
  
  

分析用户代码

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。

1 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)
   ! l& A( G$ H8 T
2. {
   
3.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   # ~8 v% V$ ^' R1 ?! t% y
4. 
   
5. /*!< At this stage the microcontroller clock setting is already configured,
   
6.        this is done through SystemInit() function which is called from startup
   ( o  _& P& }0 K$ I) l' e, P
7.        files before to branch to application main.
   
8.        To reconfigure the default setting of SystemInit() function,
   
9.        refer to system_stm32f4xx.c file */
   
10. 
    
11.   /* SysTick end of count event each 10ms */
    + `- ]0 T) @3 m/ n. V1 n  [
12.   RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
    
13.   SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 100);
    5 k4 a0 M8 ?# v
14. 
    ' i: d$ ?. p+ C- e
15.   /* Add your application code here */
    - \9 O8 b: p, _; v1 S8 O
16.   /* Insert 50 ms delay */
    ; B+ f8 S3 p+ y0 H( Z3 F
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*/
   . I& Y" g* A- I( o
2. RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
   
3. 
   
4. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3;
   1 ^0 f3 ?5 B/ y# K
5. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
   # _! K+ `5 n) p. j3 ]
6. 
   ( }1 J: Q! F3 h; y4 J' N, S
7. GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
   , {- d- Y, |/ @3 p1 b
8. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
   
9. GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
   
10. GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);   
    
11. 
    7 o3 D7 x/ U9 F' C# v1 x& e! C. o
12. /* Infinite loop */
    , p) F7 E" l9 S  `- l# ~- @5 Q
13. mcu_uart_open(3);
    ( T5 |3 L( ]. B% J% }) ^# L. E
14. while (1)
    9 B& f$ O; q0 ^5 r* j" l* q8 J* ]
15. {
    1 C4 |# ~7 w/ L. Q* Z$ i
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);
    
20.   mcu_uart_test();
    
21. 
    
22.   TestFun(TestTmp2);
    " E+ W+ `: o* |7 L( \
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 ---------------------------------------------------------*/
   / G) G, F) I4 l! M) M; H) X
2. u32 TestTmp1 = 5;//全局变量，初始化为5
   
3. u32 TestTmp2;//全局变量，未初始化
   
4. 
   + f$ B9 U; c# K/ w1 V
5. const u32 TestTmp3[10] = {6,7,8,9,10,11,12,13,12,13};
   
6. 
   0 ?3 a# \9 f; P0 g
7. u8 TestFun(u32 x)//函数，带一个参数，并返回一个u8值
   
8. {
   
9. u8 test_tmp1 = 4;//局部变量，初始化
   4 W* A, J2 t9 q3 h
10. u8 test_tmp2;//局部变量，未初始化
    . ]0 T- |: ^/ \! ^& j
11. 
    * T* Q3 b7 U  Y1 X  O, H, b
12. static u8 test_tmp3 = 0;//静态局部变量
    % A$ N  Z/ z# c4 y( k3 m  l
13. 
    : t  K1 b3 L4 i7 A0 ]9 K& U- v
14. test_tmp3++;
    
15. 
    & q2 T# c, ^) B$ [
16. test_tmp2 = x;
    / A# @3 _' [" {: Q& o8 h
17. 
    
18. if(test_tmp2> TestTmp1)
    
19.   test_tmp1 = 10;
    
20. else
    
21.   test_tmp1 = 5;
    $ b- ^2 \% p; w& |/ s$ b
22. 
    
23. TestTmp2 +=TestTmp3[test_tmp1];
    . @" p7 w# n# S! v$ \: H$ g: S
24. 
    3 L, |( T1 E; h
25. return test_tmp1;
    , m) `' f4 W0 K( a9 L* P
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。我们查看Delay函数，uwTimingDelay不等于0就死等？谁会将uwTimingDelay改为0？

1. /**
   
2.   * @brief  Inserts a delay time.
   
3.   * @param  nTime: specifies the delay time length, in milliseconds.
   
4.   * @retval None
   1 S4 t, N! T# F+ F! r7 v! ^. c5 \" }
5.   */
   
6. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   % y) x: R' p4 v5 c3 e+ O
7. {
   2 o2 C/ I/ I0 f1 O" J  o0 r& y
8.   uwTimingDelay = nTime;
   
9. 
   * _6 X0 E" T1 N; _2 s1 r
10.   while(uwTimingDelay != 0);
    
11. }

复制代码

搜索uwTimingDelay变量，函数TimingDelay_Decrement会将变量一直减到0。

1. /**
   , x, L- ~4 h/ V* W0 g) L
2.   * @brief  Decrements the TimingDelay variable.
   $ g. a/ @4 Q  X9 n/ O9 @5 w
3.   * @param  None
   
4.   * @retval None
   ! y1 `% n5 B2 z
5.   */
   ; `( t8 v0 _. @
6. void TimingDelay_Decrement(void)
   ' |8 e: C: P: f& j9 K
7. {
   
8.   if (uwTimingDelay != 0x00)
   
9.   {
   
10.     uwTimingDelay--;
    
11.   }
    
12. }

复制代码

% k! A  w5 C: i

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. /**
   6 c4 U0 t4 v, [4 x- }3 l8 ]0 I
2.   * @brief  This function handles SysTick Handler.
   
3.   * @param  None
   7 Q& R" h  ~; w" w$ N0 M
4.   * @retval None
   & g' ~8 S8 r8 W( Q' m* E
5.   */
   4 ^) ]/ y* ~6 K. D
6. void SysTick_Handler(void)
   ' s+ j8 B3 x2 {9 C% S
7. {
   
8.   TimingDelay_Decrement();
   " ?8 N0 }7 d( a; J" z+ U
9. }

复制代码

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
   
2.                 DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
     m7 X6 I- k' q5 W; S. r
3.                 DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
   4 e5 a/ ]' s, G- C* z
4.                 DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
   $ m9 E, `% k, k: h
5.                 DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
   
6.                 DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
   
7.                 DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
   
8.                 DCD     0                          ; Reserved
   % d0 t6 N/ O6 g. S/ Q
9.                 DCD     0                          ; Reserved
   : P( @4 y. H2 {1 _/ d% B) z
10.                 DCD     0                          ; Reserved
    ; A# f( J" L) `) J6 u0 d& S
11.                 DCD     0                          ; Reserved
    0 w) c2 J' v4 w( C* O& y
12.                 DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
    ) w, v  d+ c4 u1 o" m+ i. N
13.                 DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
    0 A- O6 V# v$ _9 j, H* |
14.                 DCD     0                          ; Reserved
    
15.                 DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
      r9 N1 P( Z: u6 t+ X
16.                 DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

复制代码

. N8 b4 Q5 P, r' Z; w余下问题

1 __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？

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！

通过MAP文件了解代码构成
/ _. G" B9 X  M) w2 ]6 N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'
   ( Q) K8 J9 q: v" W1 p: v* ]! e9 T% q
2. Build target 'wujique'
   
3. compiling stm32f4xx_it.c...
   3 G0 U: x6 K0 ?' q8 L7 r6 K
4. ...
   4 B+ T) j8 H( N9 s0 W% @
5. assembling startup_stm32f40_41xxx.s...
   1 R0 v4 X4 M; w  {1 M
6. compiling misc.c...
   / Q- ]8 p9 Y2 a9 t8 l+ L' {4 g
7. ...
   . Y$ J) A9 j4 A( [6 p6 {/ v
8. compiling mcu_uart.c...
   
9. linking...
   2 `( u. _- ?4 [6 G
10. Program Size: Code=9038 RO-data=990 RW-data=40 ZI-data=6000  
    1 ^: n4 H$ L7 L1 ?3 T8 R( Q
11. FromELF: creating hex file...
    
12. ".\Objects\wujique.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
    - a$ i  v) V- b9 r& I
13. Build Time Elapsed:  00:00:32

复制代码

- m. m0 T% ]3 \

• 编译目标是wujique
• C文件compiling，汇编文件assembling，这个过程叫编译
• 编译结束后，就进行link，链接。
• 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？
• 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
  
  

map文件配置

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。

map文件

打开map文件，好乱？习惯就好。我们抓重点就行了。

• map 总信息
  
  ( k) Q4 u9 T2 t) A% _# T
  

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？

有多少RW?RW又是什么？

ROM为什么不包括ZI Data？为什么包含RW Data？

• Image component sizes
  
  . X7 y. Q# z* k7 u* B: ]$ [
  . [3 r( c1 Z/ {4 w. M/ z5 {

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

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。

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。

第3部分也是库，暂时没去分析这两个是什么东西。

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：

#include <stdarg.h>
#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。

• 文件map
  
  ( j: y2 J7 V' T& H2 A
  / `" U& o* v# H/ {" n

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

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：

1. #include <stdarg.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   ( O, r) A. \0 a' }2 L+ A
3. #include <string.h>  

复制代码

% [) P% s3 L9 B  [* P/ O; w- J

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。

• 文件map
  ( Y$ f1 Q' i- t( j$ o
  % h( e; P# b$ x- W7 S2 _* f, u

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

每个文件有有多行，例如串口，4个函数。

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？

• Image Symbol Table
  
  
  + w( X# _; l7 x; Y5 s% r8 G  p! q

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

例如，全局变量TestTmp1，是Data，4字节，分配的位置是0x20000004。

TestTmp3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。

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

那局部变量存放在哪里呢？我们找到了test_tmp3，

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. u8 TestFun(u32 x)//函数，带一个参数，并返回一个u8值
     e. ~  |" h9 w
2. {
   2 K/ Q$ L1 W6 k4 N  a0 H% }
3. u8 test_tmp1 = 4;//局部变量，初始化
   
4. u8 test_tmp2;//局部变量，未初始化
   3 @) v3 Q- `7 ]- H# S
5. 
   
6. static u8 test_tmp3 = 0;//静态局部变量

复制代码

7 d" Z* t& B- x! s

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。

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。

ZI 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。

* s' C+ d' o2 `, r% c

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

main是main，放在0x08000189

__main到main之间发生了什么？还记得分散加载文件中的这句吗？

• 
  
  9 g& ]$ u+ |2 }9 F8 p1 ]# o

*(InRoot$$Sections)

__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。

在分散加载文件中，紧跟RESET的就是*(InRoot$$Sections)。

而且，RESET段正好大小0x00000188。

巧合？可以参考PPT文档《ARM嵌入式软件开发.ppt》。

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

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。

" \' V8 c, N9 h: u  O% L: _4 C