关于__user_initial_stackheap( )

1万 · 2009-10-9 09:43

本帖最后由 machunshui 于 2009-10-9 14:03 编辑

1.作用：用于提供编译器的初始化C库函数设置用户程序的堆栈所需要的堆栈信息。
2。__user_initial_stackheap() 返回：

r0 中的堆基址
r1 中的堆栈基址，即堆栈区中的最高地址
r2 中的堆限制
r3 中的堆栈限制，即堆栈区中的最低地址。

有单区模型和双区模型。

单区模型：(r0,r1)是单个堆栈和堆区。r1 大于 r0，并忽略 r2 和 r3。

r0--r1这一块内存区域被堆和栈共用，堆从r0向上生长，栈从r1向下生长。

双区模型：(r0, r2)是初始堆，(r3, r1) 是初始堆栈。r2 大于或等于 r0。r3 小于 r1。
堆和栈分别指定了单独的内存区域。

3.如果不使用分散加载文件，则__user_initial_stackheap()必须由用户自己实现。

实现例子：
; User Initial Stack & Heap
            AREA |.text|, CODE, READONLY

            IMPORT  __use_two_region_memory
            EXPORT  __user_initial_stackheap
__user_initial_stackheap

            LDR    R0, =  Heap_Mem
            LDR    R1, =(Stack_Mem + USR_Stack_Size)
            LDR    R2, = (Heap_Mem +    Heap_Size)
            LDR    R3, = Stack_Mem
            BX    LR

4.使用分散加载可以由用户实现，也可以在分散加载描述文件中定义两个特殊执行区（双区模型，单区模型只定义ARM_LIB_STACKHEAP）：       ARM_LIB_HEAP 和 ARM_LIB_STACK（该区具有 EMPTY 属性。），从而使用C库的默认实现，此时，会导致库选择一个使用以下符号值的 __user_initial_stackheap() 实现：Image$$ARM_LIB_HEAP$$Base、Image$$ARM_LIB_HEAP$$ZI$$Limit、Image$$ARM_LIB_STACK$$Base 和 Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit。这种方式比较方便。

例子：
分散加载文件：
LR_IROM1 0x00000000 0x00008000                                  ;; Load region
{
ER_IROM1 0x00000000 0x00008000
{
      vectors.o (VECT, +First)
      init.o (INIT)
      * (+RO)
}

RW_IRAM1 0x40000040 0x00001460
{
      * (+RW,+ZI)
}                                                          ;; The following declarations select the "two region model" ;
                                                            ;; A default __user_initial_stackheap() will be used       ;
ARM_LIB_HEAP  0x40001500 EMPTY  0x00000100 {}
ARM_LIB_STACK 0x40002000 EMPTY -0x00000400 {}
}

在初始化文件中使用||Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit||作为栈底，

例子：
            IMPORT __use_two_region_memory
            IMPORT  ||Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit||    ; Import stack limit from scatter-loading file             ;

            ldr    r1, =||Image$$ARM_LIB_STACK$$ZI$$Limit||

            mrs    r0,cpsr                            ; Original PSR value                                     ;
            bic    r0,r0,#MODE_BITS                   ; Clear the mode bits                                     ;
            orr    r0,r0,#IRQ_MODE                   ; Set IRQ mode bits                                        ;
            msr    cpsr_c,r0                         ; Change the mode                                        ;
            mov    sp, r1
            sub    r1, r1, #IRQ_STK_SIZE

............................                      ;

1万 · 2009-10-9 11:42

鼓励一下

只看该作者 · 2009-10-9 16:40

学习。。。

只看该作者 · 2009-10-9 19:21

MARK

只看该作者 · 2009-10-9 23:28

请楼主帮忙分析下图

只看该作者 · 2009-10-9 23:29

;  Enter User Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_USR
            MOV    SP, R0
            SUB    SL, SP, #USR_Stack_Size

import main
      bl main
      ldr pc,=0x30000000
stop          bl  stop

            AREA |.text|, CODE, READONLY

            IMPORT  __use_two_region_memory
            EXPORT  __user_initial_stackheap
__user_initial_stackheap

            LDR    R0, =  Heap_Mem
            LDR    R1, =(Stack_Mem + USR_Stack_Size)
            LDR    R2, = (Heap_Mem +    Heap_Size)
            LDR    R3, = Stack_Mem
;             BX    LR
            END

只看该作者 · 2009-10-9 23:33

bl main
ldr pc,=0x30000000

感觉关键是这里调用主函数然后返回
在跳到0x30000000
但是我想在main()里
用
#define DOWNLOAD_ADDRESS 0x30000000 //the download address

void (*run)(void)=(void (*)(void))(DOWNLOAD_ADDRESS);

run();

这种方法怎么也跳不到 0x30000000

只看该作者 · 2009-10-9 23:35

int main(void)
{
run(); //use run() in RAM
return 0;
}

只看该作者 · 2009-10-21 13:00

这个帖子不错。

只看该作者 · 2009-10-22 09:09

请问楼主，这个函数是作为系统分配堆、栈的依据还是初始化堆栈的辅助信息？

1万 · 2009-10-22 11:18

本帖最后由 machunshui 于 2009-10-22 11:27 编辑

不是这些功能。
这个函数只是提供已经分配的系统堆栈信息而已。

该函数被__rt_entry()函数中被调用，这些信息用于初始化C库函数。

注意，启动函数中的
LDR R0, =__main

=__main并非直接跳转到用户程序的main（）函数处，而是先：

◇ 将非启动代码的RO和RW执行域代码从加载域地址复制到执行域地址；
　　◇ 将ZI域清零；
　　◇ 跳转到__rt_entry。

然后再跳转到用户的main()函数处.

这个过程中就会调用__user_initial_stackheap() 函数

只看该作者 · 2009-10-22 14:21

11# machunshui
请问11楼，如果不是分配的依据，那系统中的堆内存在哪里分配的？

1万 · 2009-10-22 15:36

启动代码里面分配啊，
LS可以看看keil自动生成的启动文件代码或者是zlg的模板中的启动文件

只看该作者 · 2009-10-22 21:47

13# machunshui
启动代码？ZLGlpc2210里面除了_user_initial_stack里面包含这堆内存相关内容外其他地方都没有相关说明！

1万 · 2009-10-22 23:29

不管那家的启动代码,在堆栈分配上都玩不出花,
看谁家的都一样.

1万 · 2009-10-22 23:32

如过为学linux在arm上的应用,去看看UBOOT也就罢了.
就看个堆栈分配,
去看UBOOT,本末倒置了.

1万 · 2009-10-22 23:34

13# machunshui
启动代码？ZLGlpc2210里面除了_user_initial_stack里面包含这堆内存相关内容外其他地方都没有相关说明！
flashdyc 发表于 2009-10-22 21:47

随便打开个MDK的自带的ARM7的例子,就可以了,不一定非得看zlg的.

1万 · 2009-10-22 23:40

看看MDK的自带的ARM7的例子中的启动文件,

UND_Stack_Size  EQU    0x00000000
SVC_Stack_Size  EQU    0x00000008
ABT_Stack_Size  EQU    0x00000000
FIQ_Stack_Size  EQU    0x00000000
IRQ_Stack_Size  EQU    0x00000080
USR_Stack_Size  EQU    0x00000400

Stack_Size    EQU    (UND_Stack_Size + SVC_Stack_Size + ABT_Stack_Size + \
                     FIQ_Stack_Size + IRQ_Stack_Size + USR_Stack_Size)

            AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem    SPACE Stack_Size

Stack_Top    EQU    Stack_Mem + Stack_Size

;// <h> Heap Configuration
;// <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF>
;// </h>

Heap_Size    EQU    0x00000000

            AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Heap_Mem       SPACE Heap_Size

以上这段,保留出栈空间和堆空间,

; Setup Stack for each mode

            LDR    R0, =Stack_Top

;  Enter Undefined Instruction Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_UND:OR:I_Bit:OR:F_Bit
            MOV    SP, R0
            SUB    R0, R0, #UND_Stack_Size

;  Enter Abort Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_ABT:OR:I_Bit:OR:F_Bit
            MOV    SP, R0
            SUB    R0, R0, #ABT_Stack_Size

;  Enter FIQ Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_FIQ:OR:I_Bit:OR:F_Bit
            MOV    SP, R0
            SUB    R0, R0, #FIQ_Stack_Size

;  Enter IRQ Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_IRQ:OR:I_Bit:OR:F_Bit
            MOV    SP, R0
            SUB    R0, R0, #IRQ_Stack_Size

;  Enter Supervisor Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_SVC:OR:I_Bit:OR:F_Bit
            MOV    SP, R0
            SUB    R0, R0, #SVC_Stack_Size

;  Enter User Mode and set its Stack Pointer
            MSR    CPSR_c, #Mode_USR
            MOV    SP, R0
            SUB    SL, SP, #USR_Stack_Size

以上,进入各种模式,把为各种模式保留的堆栈的栈顶指针赋给该模式的SP寄存器,
这就实现了,栈的分配

只看该作者 · 2009-10-23 14:47

本帖最后由 flashdyc 于 2009-10-23 14:51 编辑

19# machunshui
多谢各位的帮忙，可能是我没描述清楚，我问的是堆内存在哪里设置的，或者是说编译器在哪里进行的堆内存设置，而不是在哪里定义的。楼主的代码我看过了，上面也只是定义了一个堆（名义上）空间，并没有像堆栈SP初始化那样，没有说明哪里对他进行了配置。我完全可以定义一个另外名字的AREA，但我不能随便就说它就是堆内存吧

1万 · 2009-10-23 16:34

堆用于内存的动态分配,
空间保留出来,
堆的信息通过__user_initial_stackheap()提供给系统,
就可以了.

19楼的例子,只是分配的堆空间为0而已,
很多小的嵌入式系统是不需要内存动态分配的.

Heap_Size    EQU    0x100

            AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Heap_Mem       SPACE Heap_Size

上面的代码分配256字节堆空间.

关于__user_initial_stackheap( )

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