在Keil環(huán)境編程中發(fā)現(xiàn)STM32內(nèi)存管理存在的問題

非常簡單的一個工程，沒有用到任何IO操作，與STM32有關(guān)的僅僅只有芯片的選擇，即其SRAM大小有區(qū)別。圖1是工程示意圖，從圖中可以看出，除了自己編寫的代碼外，僅僅增加了2個文件，即system_stm32f10x.c和startup_stm32f10x_hd.s，其中為了對startup_stm32f10x_hd.s進行修改，將其從庫文件夾復(fù)制到了項目文件夾中。

圖1

代碼1

int main()

{

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(;;);

}

myex1.c(3): warning: #550-D: variable "c" was set but never used

linking...

Program Size: Code=796 RO-data=336 RW-data=20 ZI-data=1636

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).

代碼2

int main()

{ const int x=16;

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(;;);

}

myex1.c(2): warning: #177-D: variable "x" was declared but never referenced

myex1.c(3): warning: #550-D: variable "c" was set but never used

linking...

Program Size: Code=800 RO-data=336 RW-data=20 ZI-data=1636

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 2 Warning(s).

說明：

（1）Code增加了4字節(jié)

（2）其余沒有任何變化

代碼3

int main()

{ const int x=16;

int myArry[100];

int i;

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(i=0;i<100;i++)

myArry[i]=i;

for(;;);

}

myex1.c(2): warning: #177-D: variable "x" was declared but never referenced

myex1.c(3): warning: #550-D: variable "myArry" was set but never used

myex1.c(5): warning: #550-D: variable "c" was set but never used

myex1.c(5): warning: #177-D: variable "d" was declared but never referenced

linking...

Program Size: Code=816 RO-data=336 RW-data=20 ZI-data=1636

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 4 Warning(s).

分析：程序中增加了數(shù)組myArry，Code增加為816字節(jié)，但是RO-data等仍未變化

代碼4

int main()

{ const int x=16;

int myArry[100]={1,2,3,4,5,6};

int i;

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(i=0;i<100;i++)

myArry[i]=i;

for(;;);

}

myex1.c(2): warning: #177-D: variable "x" was declared but never referenced

myex1.c(3): warning: #550-D: variable "myArry" was set but never used

myex1.c(5): warning: #550-D: variable "c" was set but never used

myex1.c(5): warning: #177-D: variable "d" was declared but never referenced

linking...

Program Size: Code=1024 RO-data=360 RW-data=20 ZI-data=1636

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 4 Warning(s).

分析：

（1）由于myArry作了初始化，因此RO-data增加了 360-336=24字節(jié)。原因是32位機中int型變量是32位的，占4字節(jié)，所以初始6個值后，增加了24字節(jié)。

（2）再增加初始化變量的數(shù)量，則RO-data隨之增加，而Code不再變化，也就是Code由代碼3的816字節(jié)增加到1024字節(jié)，是增加了初始化處理的代碼量。

根據(jù)以上分析，似乎與已知資料有沖突。

***************************************************

RO是程序中的指令和常量RW是程序中的已初始化變量ZI是程序中的未初始化的變量由以上3點說明可以理解為：RO就是readonly，RW就是read/write，ZI就是zero

****************************************************

如果按此說明，增加變量應(yīng)該增加RO，但從代碼1到代碼2的變化來看，僅是增加了Code，卻沒有增加RO。

初始化變量時，應(yīng)該增加RW，但是從代碼2~代碼4，RW卻沒有任何變化。

看來這個說法只能適用于ARM芯片，即運行時需要將代碼調(diào)入RAM運行的芯片，對于STM32這類芯片并不完全適用。

以下再作研究：

當使用 int myArray[300]時：

圖2

當使得int myArray[100]時：

圖3

應(yīng)該是向下生成的？？

而且與芯片無關(guān)，無論選擇6K RAM還是48K RAM都是如此，且當數(shù)組再大時，就會將地址置于小于0x2000000的地址，但編譯并不報錯。

當使得int myArray[450]時：

圖4

當然，執(zhí)行是錯誤的。

當int myArray[409]時：正指向0x2000000

去掉其他變量，對于這個地址沒有影響！

代碼5

int myArray[400]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14};

int main()

{ const int x=16;

int a,b,c,d;

int i;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(i=0;i<100;i++)

myArray[i]=i;

for(i=0;i<100;i++)

c+=myArray[i];

d+=x;

for(;;);

}

編譯結(jié)果：

compiling myex1.c...

linking...

Program Size: Code=876 RO-data=336 RW-data=1620 ZI-data=1636

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

分析：

本段程序?qū)?shù)組作為全局變量來定義，情況立即發(fā)生了變化。RW-data變成了1620。其中的1600應(yīng)該是這個數(shù)組增加的4*400=1600，而20則是代碼1~代碼4中一直都有的。

經(jīng)查驗資料，局部變量是放在棧中的，如果棧定義得較小，那么變量數(shù)就很少。因此當數(shù)組在main內(nèi)部定義時，是作為局部變量從棧中分配內(nèi)存給它。所以在代碼1~代碼4的實驗中還發(fā)現(xiàn)，即便更改芯片，從6KB RAM的C4到48KB RAM的VC，編譯的結(jié)果不發(fā)生變化，其原因就在于不論哪種芯片，給它分配的棧是固定的。棧的大小應(yīng)該在啟動代碼中修改。

圖5

更改這個：startup_stm32f10x_hd.s可以更改棧的大小。

改成500后的編譯結(jié)果如下：

linking...

Program Size: Code=1048 RO-data=392 RW-data=20 ZI-data=1892

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

說明：注意到ZI-ddata已發(fā)生了變化。

至此可以明白RO-data ZI-data應(yīng)該是針對棧來說的。即棧中的只讀數(shù)據(jù)和零數(shù)據(jù)？？但是RW-data似乎又有所不同，這里還應(yīng)該再次探究。