一直不清楚的Cotex-Mx处理器的启动代码堆栈分配问题

bobde163

一直不清楚的Cotex-Mx处理器的启动代码堆栈分配问题 [复制链接]

       经常使用Cortext_M的MCU在作开发，本着先会用，再逐步深入理解的路子，开发的程序都能跑得起来。最近想做一做IAP的功能，这就涉及到Flash划分，装载文件自定义，中断向量表重映射等东西，这些算是比较高深的东西，之前没有接触过。打算先仔细研究一下startup.s这个使用汇编语言写的启动文件，一开始就遇到了问题，百度查找了一些资料，解释得不是很明白，特来请教论坛里的各位，先上图：


       我先描述一下问题：这里的堆和栈的分配有些看不明白，Stack_Mem   SPACE   Stack_Size，这条是能看懂，意思是分配Stack_Size大小的内存空间，类似于c语言的定义一个数组，但是这句代码之后的__initial_sp，这句代码按理说是标号，对应是地址，但是说明里却是说指向栈顶地址（实际上确实是指向栈顶地址），举个例子，假如Stack_Size等于16，内存从地址0开始分配，那Stack_Mem就占据了16*4=64字节的空间，那么__initial_sp的值等于68(0x0044)。我对标号的理解是标号对应的是当前代码的地址，但是从图上看__initial_sp后面没有代码了，它指向什么呢？从实际得到的结果是它确实是指向了栈顶地址，这个是正确的。我的疑问是这种标号的用法是与SPACE这个伪指令有关系吗？同样的，在堆空间的定义中也是一样问题，一开始的_heap_base，指向堆基地址，这种用法倒是符合我对标号用法的理解，_heap_limit指向堆的尾地址，这样的用法就和我上述的栈顶地址的用法就一样了。

可能大家要说我钻牛尖了，能用就行，何必纠结这些，但是我个人就是想弄明白，这样今后也能看懂类似这样用法的汇编代码，也可能今后自己会改动这个启动文件，不清楚的话总是会有隐患，还请各位知道这方面的坛友帮忙解答一下，先行谢过了。

freebsder

就不能多截点图？又不费你空间，扣扣索索的，管中窥豹没这精力，帮不了你。

freebsder

IAR吧，你得同时提供链接文件。

飞翔荷兰人号

The DCD directive allocates one or more words of memory, aligned on four-byte boundaries, and defines the initial runtime contents of the memory.
The SPACE directive reserves a zeroed block of memory.

首先从DCD和SPACE这两条指令的功能就可以看出来，DCD是申请内存而且赋初值，而SPACE是只申请空间，那么你申请了Stack_Size这么大的空间，总得再搞个初始地址出来吧，SPACE指令后面紧跟一个标号，就是告诉编译器，请给我一个地址，编译器看到了你后面有个标号，就会给你分配个地址，也就是__initial_sp。为什么会是0x68呢，因为你上来就是分配栈，而内存是从0开始分配的，所以前0x64个地址已经被你的SPACE给申请了，所以下一个地址紧接着编译器就分给了标号__initial_sp

bobde163

freebsder 发表于 2018-3-23 18:22
就不能多截点图？又不费你空间，扣扣索索的，管中窥豹没这精力，帮不了你。

感谢你的回复，我想你可能是误解了，我想了解的只是汇编语言上的用法而已，并不是对启动文件整体有问题，所以其他的图放上来没有什么意义，反倒会增加干扰

bobde163

飞翔荷兰人号 发表于 2018-3-24 00:54
The DCD directive allocates one or more words of memory, aligned on four-byte boundaries, and define ...

谢谢你的解答，照你这么说，这种用法是属于汇编语言的规则范筹。还是我举的那个例子，使用SAPCE伪指令申请一片空间，Stack_Mem应该也算是一个标号，对应的地址应该就是这片空间的起始地址0x0000吧？那在堆空间分配时，在分配Heap_Mem时，先有了__heap_base这个标号，那这个标号的地址是等于Heap_Mem空间起始地址减去4？

freebsder

bobde163 发表于 2018-3-24 13:30
感谢你的回复，我想你可能是误解了，我想了解的只是汇编语言上的用法而已，并不是对启动文件整体有问题， ...

你是问问题的，你不能用你的角度来觉得应该提供哪些不应该提供哪些，越多的信息越有用。比如，上面的keil，我不熟悉，这种辣鸡工具我也几乎不用，但是，并不妨碍我告诉你咋回事。
汇编也好，C也好，最后都要通过链接实际给定位置，称之为PIC，可不是microchip的PIC单片机。
连接器根据脚本装载空间，惯例是asm/c里面相同的区段从上到下依次装载，先来先装载，从上到下的意思是词法顺序谁先声明就是谁先。因为位置无关，所以不同asm/c的前后没有影响。连接器内部有一个计数器，每分配一个空间就往下挪动一个空间的距离，因此会有个当前地址，类似PC这个当前指令指针。你前面那什么标号什么的__initial_sp，连接器遇到了就把当前地址给这个符号，是符号，意思是同一个地址可以给多个符号。因为__initial_sp和__heap_base之间没有空间分配（这里不考虑下面的8字节对齐影响，你可以设置成4字节对齐看看是不是相等的），所以当前地址不变，所以__initial_sp和__heap_base是一个地址，最后的布局就是栈顶=堆底。
所以，不考虑8字节对齐，内存布局应该是这样的：
PIC+0
PIC+0x400 -> __initial_sp
PIC+0x400 -> __heap_base
PIC+0x600 -> __heap_limit

至于为什么要你多提供信息，因为我自己百度看到同一个文件下面vector那里DCD __initial_sp 做为0中断，那就必然是上面那样了，对于贫道这种即便是一点不会keil只根据上下文猜，也不会偏差到哪里去。