本帖最后由 terryzhouhz 于 2022-5-5 22:06 编辑
在开发mcu代码的时候经常会有些疑惑，变量是怎么在编译之后进入单片机的ram区的呢，特别是在使用keil开发的时候。后来在接触gcc编译器和自研的mcu后，终于明白了这个问题。实际上变量编译后被放在了bin文件中代码的后面（data存放在bin中，bss在bin里存放了长度信息）。程序运行时会主动将该区域的数据依次加载到ram区域中。 原理写完代码编译后，会把code中的data区的变量放在代码的后面，bss区的变量仅存放长度在bin中，当然这个规则也是由链接文件来决定的。示例图如下
在程序运行后正式进入C环境前，code中会存在一段汇编代码。主要作用就是把data区域内存依次复制到ram中，复制结束后。把后面和bss区描述长度一致区域的内存全置为0。 通过这也能够看出为什么bss区域的值会被设置为0，因为内存中是没有类型的说法。如果不全置0，无论其它哪个值都没法确认实际类型的值。（例如设置为1的话，不同的类型就会对应不同的值。int是0x1111，short是0x11）
但是在keil中我们没有看到这样的代码。keil的汇编代码如下： Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler IMPORT SystemInit
IMPORT __main
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP这段代码执行完毕后会跳转到__main函数里执行，主要注意的是这里并不是直接跳转到我们编写的main函数里。在__main有很多的操作，其中就包括将变量加载到ram区域中。执行完毕后才会跳转到我们自己开发的main函数中执行。 示例分析下面这段代码就是gcc编译器下加载变量的代码。其中有几个变量，data在bin文件中的起始地址，data在ram区的起始、结束地址，bss在ram区的起始、结束地址都是通过ld文件中获取的。
运行完下面的code后，程序中的所有变量都被加载到了ram区域中。 /*
* The ranges of copy from/to are specified by following symbols
* __etext: LMA of start of the section to copy from. Usually end of text
* __data_start__: VMA of start of the section to copy to
* __data_end__: VMA of end of the section to copy to
* * All addresses must be aligned to 4 bytes boundary. */
lrw r1, __erodata // data在bin文件中的起始地址
lrw r2, __data_start__ // data在ram中的起始地址
lrw r3, __data_end__ // data在ram中的结束地址
subu r3, r2 // r3为data的长度
cmpnei r3, 0 // 判断长度是否为0
bf .L_loop0_done
.L_loop0: // 将bin文件中数据依次移到ram中
ldw r0, (r1, 0)
stw r0, (r2, 0)
addi r1, 4
addi r2, 4
subi r3, 4
cmpnei r3, 0
bt
.L_loop0.L_loop0_done:
/*
* The BSS section is specified by following symbols
* __bss_start__: start of the BSS section.
* __bss_end__: end of the BSS section.
* * Both addresses must be aligned to 4 bytes boundary. */
lrw r1, __bss_start__
lrw r2, __bss_end__
movi r0, 0
subu r2, r1
cmpnei r2, 0
bf
.L_loop1_done.L_loop1: // 将bss里的数据复制为0
stw
r0, (r1, 0)
addi r1, 4
subi r2, 4
cmpnei r2, 0
bt
.L_loop1.L_loop1_done:
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