分享一下关于启动文件的看法

stayhungry · 发表于 2016-9-18 23:14:34

本帖最后由 stayhungry 于 2016-9-18 23:14 编辑

大四狗等待秋招中，无聊之下就开始了学习M3的底层，现在分享一下，给予像我一样的新人一些帮助。
这次的研究的总结：划分“栈”这个动作是在编译器实现的，芯片刚复位上电时自己没有栈的概念（它甚至不知道自己的内存地址从哪里开始），所以也不会划分，编译器告诉它哪里是栈，哪里就是栈。（对于M3，是通过将栈顶地址放进0x00000000来通知芯片自己栈在哪里）。后来想起了之前度娘“栈和堆的区别”经典文章有提到过栈和编译器的关系更加验证了我的想法。好了，废话不说，入主题。

以下是用来验证想法的汇编程序，参考的是STM32的启动文件。
                              AREA USER_STACK, NOINIT, READWRITE             ；定义一个段叫USER_STACK，用来当栈
                              SPACE       0X00000400                                  ;分配一段空间作为栈
MSP_TOP                                                                                           ;栈顶地址

                              AREA       RESET, DATA, READONLY
                              DCD    MSP_TOP                         ; ①

                              END

遇到的疑惑和一些猜想：
1、对于M3，怎么理解“编译器划分栈”这个概念？
答：
这里以keil5为例，先将环境配置成平时码F1程序的环境，然后工程文件用上面的汇编程序和一个干净的main函数.c文件。将Debug的Run to main()取消掉，编译之后运行软件仿真打开内存监视窗口 QQ图片20160918211326.png

因为M3会把0x00000000映射到0x08000000，所以0x08000000内容就是0x00000000的内容，根据《M3权威指南》知道，刚上电之后在0x08000000的第一个数值就是栈的栈顶,也就是上述程序RESET段的MSP_TOP。所以这里的栈顶地址就是0x20000460,可以通过查看map文件 QQ图片20160918212211.png

来证明MSP_TOP这个标号代表的地址是0x20000460。那么这个0x20000460是怎么来的呢？其实它是0x20000000+400h+60h，0x20000000就是栈开始划分的地址，是我们在Option->target->IRAM1设置的，这是我通过多次改变IRAM1的数值，对比观察仿真结果发现的。400h就是栈的大小，就是我们在汇编开头写的SPACE 0x00000400，如果你在SPACE指令之前写一个分配4字节内存的指令（DCD 0）会发现这里的400h会变成404h，通过查看map文件看到，

，USER_STACK这个段比之前多了4字节，这也就是为什么网上资料说更改这个SPACE后面的数值就是改变栈的大小，其实只要在USER_STACK段里面，分配了多少内存（必须小于Option->target->SIZE），栈就有多大。至于这个60h我也不清楚是什么，好像和静态变量初始化有关，想深究的可以看我之前的求助帖，里面有个网站说明。

所以对于M3，“编译器划分栈”的概念就是 IRAM1的数值+用户程序中需要的栈大小（必须小于Option->target->SIZE）+60h  从而得出一个栈顶地址。
2、“栈”和芯片内存的关系？
答：
   上面汇编的①指令所处位置代表的意思就是告诉芯片：0x20000000~0x20000460这段内存我占用来做栈了。
      编译结果： Program Size: Code=288 RO-data=20 RW-data=0 ZI-data=1120                   占掉了RW+ZI= 0+1120 = 460h内存
   如果把汇编①指令注释掉，就没人告诉芯片哪里是栈了。
      编译结果： Program Size: Code=288 RO-data=20 RW-data=0 ZI-data=96                      占掉了RW+ZI=0+96=60h内存

这里说明了，占不占用芯片内存是由向量表第一项来决定的，而不是编译器是否已经划分了栈决定的。当然这样不要栈的程序写进芯片是非法的，不过只是想验证我的一些猜想，所以也就没关系了。

以上就是我从启动文件得出的一些看法，不足或出错之处还望指出。