2021年11月02日 | stm32专题三十七：自动分配变量到指定 SRAM 空间

当有多个内存块时，MDK 优先使用空间更大的内存。

使用 sct 文件来进行内存管理：

编程要点：

1 取消勾选Use Memory Layout from Target Dialog，然后直接点击 edit 来编辑工程的 sct 文件：

sct 文件的默认配置如下所示：

看一下此时的 map 文件。可以看到，HEAP 和 STACK 都位于IRAM1 区域。

接下来，我们将64 KB的内存空间分成两块，如下所示（直接复制，然后修改）：

我们将 64 KB 的内部SRAM，人为的分成了 20 + 28 KB，按照 MDK 优先使用大容量的空间进行存储，我们预计结果会是保存在ERAM1中，map文件证实了这一结果：

通常，我们会将栈区 STACK 分配到内部 SRAM，用来保存某些程序所用到的局部变量，因此，对sct文件进行修改如下：

通过上述修改，将栈区的内容保存在 IRAM1 中，而其他数据分配不变， map文件如下所示：

有了内存分配，接下来直接使用代码来分析，全局变量、全局数组、局部变量、动态内存 在内存中的地址：

#include "stm32f10x.h"

#include "./usart/bsp_usart.h"

#include "./led/bsp_led.h"  

#include "./sram/sram.h"

#include

void Delay(__IO u32 nCount); 

//定义变量到“指定的存储空间”

uint32_t testValue  =7 ;

//定义变量到“指定的存储空间”

uint32_t testValue2  =0;

//定义数组到“指定的存储空间”

uint8_t testGrup[100]  ={0};

//定义数组到“指定的存储空间”

uint8_t testGrup2[100] ={1,2,3};

/*本实验中的sct配置，若使用外部存储器时，堆区工作可能不正常，

  使用malloc无法得到正常的地址，不推荐在实际工程应用*/

/*另一种我们推荐的配置请参考教程中的说明*/

/**

  * @brief  主函数

  * @param  无

  * @retval 无

  */

int main(void)

{

uint32_t inerTestValue =10;

/* LED 端口初始化 */

LED_GPIO_Config();  

  /* 初始化串口 */

  USART_Config();

  printf("rnSCT文件应用——自动分配变量到“指定的存储空间”实验rn");

printf("rn使用“ uint32_t inerTestValue =10; ”语句定义的局部变量：rn");

printf("结果：它的地址为：0x%x,变量值为：%drn",(uint32_t)&inerTestValue,inerTestValue);

  printf("rn使用“uint32_t testValue  =7 ;”语句定义的全局变量：rn");

printf("结果：它的地址为：0x%x,变量值为：%drn",(uint32_t)&testValue,testValue);

  printf("rn使用“uint32_t testValue2  =0 ; ”语句定义的全局变量：rn");

printf("结果：它的地址为：0x%x,变量值为：%drn",(uint32_t)&testValue2,testValue2);

printf("rn使用“uint8_t testGrup[100]  ={0};”语句定义的全局数组：rn");

printf("结果：它的地址为：0x%x,变量值为：%d,%d,%drn",(uint32_t)&testGrup,testGrup[0],testGrup[1],testGrup[2]);

  printf("rn使用“uint8_t testGrup2[100] ={1,2,3};”语句定义的全局数组：rn");

printf("结果：它的地址为：0x%x,变量值为：%d，%d,%drn",(uint32_t)&testGrup2,testGrup2[0],testGrup2[1],testGrup2[2]);

/*本实验中的sct配置，若使用外部存储器时，堆区工作可能不正常，

  使用malloc无法得到正常的地址，不推荐在实际工程应用*/

  /*另一种我们推荐的配置请参考教程中的说明*/

uint32_t * pointer = (uint32_t*)malloc(sizeof(uint32_t)*3); 

if(pointer != NULL)

{

*(pointer)=1;

*(++pointer)=2;

*(++pointer)=3;

printf("rn使用“ uint32_t *pointer = (uint32_t*)malloc(sizeof(uint32_t)*3); ”动态分配的变量rn");

printf("rn定义后的操作为：rn*(pointer++)=1;rn*(pointer++)=2;rn*pointer=3;rnrn");

printf("结果：操作后它的地址为：0x%x,查看变量值操作：rn",(uint32_t)pointer); 

printf("*(pointer--)=%d, rn",*(pointer--));

printf("*(pointer--)=%d, rn",*(pointer--));

printf("*(pointer)=%d, rn",*(pointer));

free(pointer);

}

else

{

printf("rn使用malloc动态分配变量出错！！！rn");

}

  LED_BLUE; 

  while(1); 

}

void Delay(__IO uint32_t nCount) //简单的延时函数

{

for(; nCount != 0; nCount--);

}

实际串口打印结果如下：

可以看到，全局变量位于 ERAM1，局部变量位于栈区 IRAM1，动态内存位于堆区 ERAM1。

再设想一下，如果ERAM1真的是一个外部扩展的SRAM，那么毫无疑问的，肯定在速度上不如内部SRAM。所以，我们希望优先将变量保存到内部SRAM，而HEAP和其他的才保存在外部的SRAM。但由于 MDK 的链接器特性，都优先使用大容量作为存储空间，那么该怎么办？

其实很简单，只需要在 ERAM1 中注释掉就行；

map 文件结果如下所示：

关于 __attribute__ 关键字的说明

在程序中，当需要指定某个变量的内存地址时， MDK 提供了一个关键字__attribute__，来实现绝对地址定位的功能，这种用法通常是为了把变量指定到外部扩展的存储器。

__attribute__ 的用法如下所示：

指定变量分配到节区：

可以看到，我们将变量定义到名为 EXRAM 的节区中，而在 sct 文件中，我们还可以指定 EXRAM 的执行域：

分配变量到外部SRAM

编程要点：

修改启动文件，在__main执行之前初始化“指定的存储空间”的硬件；

在 sct文件中增加“指定的存储空间”对应的执行域；

使用节区选择语句选择要分配到“指定的存储空间”的内容；

测试；

为什么要修改启动文件？

试想一下，如果我们在程序中，将大量的 RW-data 定义到外部SRAM，那么在分散加载代码的过程中，系统会将原本保存在FLASH中的RW-data复制到SRAM中，这就要求我们必须先完成对外部SRAM的初始化，不然外部SRAM都起不来，还怎么保存数据呢？

修改启动文件如下所示：

在原来的启动文件中可以增加上述加粗表示的代码，增加的代码中使用到汇编语法 IMPORT，引入用户在其它C语言文件中定义的名为 FSMC_SRAM_Init 的函数（函数名要根据具体的程序来改），接着使用 LDR 指令加载函数的代码地址到寄存器 R0，最后使用BLX R0 指令跳转到 FSMC_SRAM_Init 的代码地址执行。

加入的代码实现了 Reset_handler 在执行__main 函数前先调用了我们自定义的FSMC_SRAM_Init函数，从而为分散加载代码准备好正常的硬件工作环境。

在 sct 文件中增加执行域：

关于为什么要定义 STACK 和 stm32f10x_rcc.o的描述：

优先使用内部SRAM作为数据存储器的原因：