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使用Keil的MicroLIB时自动设置堆大小【转】

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楼主
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:15 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
Keil编译项目,如果使用微库MicroLIB,就可以使用malloc。微库内部位置一个堆管理模块。
芯片的RAM大小是固定了的,前面分为全局变量,后面分给堆和栈,这是一般开发方式。
但是我们在开发项目的过程中,市场遇到各种各样问题,栈穿透到堆里面,或者堆不够大,相当烦人!
有时候就在想,何不让全局变量以外的所有RAM给堆栈共用?
因为堆从低到高分配,而栈从高到低分配,理论上是可行的!

沙发
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:16 | 只看该作者
但是堆的分配由__heap_base和__heap_limit两个标签决定,不是变量又不能改!

因为我们使用很多种芯片,每一种芯片的RAM大小都有可能不同。
而SmartOS追求跨平台,不想为不同芯片做太多设置。
之前我们已经实现了通过修改MSP把栈顶移到RAM最高处,这样子栈可以得到最大利用!
但是堆还是不好搞!

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板凳
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:17 | 只看该作者
今晚再次遇到堆不够用的情况,__heap_limit如果分配过大,在小容量芯片就会出错。
忍无可忍,决定分析一下微库是怎么管理堆的。

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地板
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:17 | 只看该作者
首先打开项目编译后生成的链接地址映射文件Linker Address Map,我们这里是SmartOSF0_Debug.map
找到符号表段Global Symbols
    __heap_base                              0x200005a0   Data           0  startup_stm32f0xx.o(HEAP)
    __heap_limit                             0x200005a0   Data           0  startup_stm32f0xx.o(HEAP)
    __initial_sp                             0x200005c0   Data           0  startup_stm32f0xx.o(STACK)
从这里可以看出,堆栈已经分配好了。

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5
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:18 | 只看该作者

堆分配使用的是malloc函数,上图找到它位于Keil库文件mc_p.l中
我的目录是D:\Keil\ARM\ARMCC\lib\armlib

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sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:19 | 只看该作者
轮到法宝IDA上阵,选择malloc.o,太简单了,只有malloc/free两个函数
汇编图形界面如下:



手头的IDA没有ARM插件,否则一个F5就可以得到malloc的C源代码。
好好工作赚钱卖ARM插件吧。。。

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7
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:21 | 只看该作者


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8
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:22 | 只看该作者
上面是手工写的C代码,被注释的是最原始的汇编写法,然后逐步精简优化。大概摸清楚了malloc的机制,关键点在于初始化那里,用到了__heap_limit而__heap_limit作为常量被编译到Flash里面去了,内存里面无法动态修改。实在没办法,只好字节写代码来接替它初始化整个堆了。
我写的初始化代码如下:

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9
sunmeat|  楼主 | 2014-11-28 13:22 | 只看该作者
附上malloc/free代码,不完整,只能大概了解它的机制:
void free(void* p)
{
    if(!p) return 0;
   
    r3 = __microlib_freelist;
    void* r2 = 0;
    p -= 4;
    void* r1 = *r3; // r1 = r3->node
    while(r1)
    {
        if(r1 > p) break;
        r2 = r1;
        r1 = *(r1 + 4); // r1 = r1->next
    }
    if(!r2)
        r3->node = p;
    else
    {
        r3 = *r2;
        r4 = p - r2;
        if(r4 != r3)
            *(r2 + 4) = p;
        else
        {
            p = *p;
            p += r3;
            
        }
    }
}

typedef struct
{
    uint size;
    void* next;
} Node;

__microlib_freelist:
    Node* _freelist;

__microlib_freelist_initialised:
    int _freelist_initialised = 0;

void* malloc(int size)
{
    /*r0 += 0x0b;
    r0 >>= 3;
    r0 <<= 3;*/
    r1 = (size + 11) & 0xFFFFFFF8;
    r7 = __microlib_freelist_initialised;
    r6 = 0;

    /*r2 = __microlib_freelist;
    if(!*r2 && !*r7)*/
    if(!_freelist && !_freelist_initialised)
    {
        /*r2 = __microlib_freelist;
        r0 = __heap_base + 4;
        *r2 = r0;
        r2 = __heap_limit;
        r2 -= r0;
        r2 &= 0xFFFFFFF0;
        *r0 = r2;
        *(r0 + 4) = 0;
        *r7 = 1;*/

        _freelist = (Node*)(__heap_base + 4);
        _freelist->size = (__heap_limit - __heap_base - 4) & 0xFFFFFFF8;
        _freelist->next = 0;
        _freelist_initialised = 1;
    }

    //r2 = __microlib_freelist;
    r0 = _freelist;
    while(true)
    {
        /*r0 = *r2;
        if(!r0)
        {
            r0 = r6;
            break;
        }*/
        //r0 = *r2;
        if(!r0) return 0;

        //r3 = *r0;
        r3 = r0->size;
        if(r3 <= r1) break;
        
        //r2 = r0 + 4;
        //r2 = r0->next;
        r0 = *(r0->next);
    }
    if(r3 <= r1)
    {
        //r3 = *(r0 + 4);
        /*r3 = _freelist->next;
        *r2 = r3;*/
        _freelist->size = r1;
        _freelist = _freelist->next;
        return &;
    }
    else
    {
        /*r4 = r3 - r1;
        r3 = r0 + r1;
        r5 = *(r0 + 4);
        *r3 = r4;
        r3 +=4 ;
        *(r3 + 4) = r5;
        r3 +=4 ;
        r3 -= 8;// 减8为了回到r3开始*/
        
        Node* lst = (void*)_freelist + r1;
        lst->size = _freelist->size - r1;
        lst->next = _freelist->next;
        
        _freelist->size = r1;
        _freelist = lst;
        
        return &lst->next;
    }
   
    return r0;
}

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pmp| | 2014-11-30 00:11 | 只看该作者
以后试一试

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11
wangtengchu| | 2016-9-26 21:48 | 只看该作者
又学习了,大神

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12
souching| | 2018-12-25 10:51 | 只看该作者

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