在Keil环境编程中发现STM32内存管理存在的问题

非常简单的一个工程，没有用到任何IO操作，与STM32有关的仅仅只有芯片的选择，即其SRAM大小有区别。图1是工程示意图，从图中可以看出，除了自己编写的代码外，仅仅增加了2个文件，即system_stm32f10x.c和startup_stm32f10x_hd.s，其中为了对startup_stm32f10x_hd.s进行修改，将其从库文件夹复制到了项目文件夹中。

图1

代码1

int main()

{    

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(;;);

}

myex1.c(3): warning:  #550-D: variable "c" was set but never used

linking...

Program Size: Code=796 RO-data=336 RW-data=20 ZI-data=1636 

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).

代码2     

int main()

{     const int x=16;

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(;;);

}

myex1.c(2): warning:  #177-D: variable "x" was declared but never referenced

myex1.c(3): warning:  #550-D: variable "c" was set but never used

linking...

Program Size: Code=800 RO-data=336 RW-data=20 ZI-data=1636 

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 2 Warning(s).

说明：

（1）Code增加了4字节

（2）其余没有任何变化

代码3

int main()

{     const int x=16;

int myArry[100];

int i;

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(i=0;i<100;i++)

myArry[i]=i;

for(;;);

}

myex1.c(2): warning:  #177-D: variable "x" was declared but never referenced

myex1.c(3): warning:  #550-D: variable "myArry" was set but never used

myex1.c(5): warning:  #550-D: variable "c" was set but never used

myex1.c(5): warning:  #177-D: variable "d" was declared but never referenced

linking...

Program Size: Code=816 RO-data=336 RW-data=20 ZI-data=1636 

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 4 Warning(s).

分析：程序中增加了数组myArry，Code增加为816字节，但是RO-data等仍未变化 

代码4

int main()

{     const int x=16;

int myArry[100]={1,2,3,4,5,6};

int i;

int a,b,c,d;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(i=0;i<100;i++)

myArry[i]=i;

for(;;);

}

myex1.c(2): warning:  #177-D: variable "x" was declared but never referenced

myex1.c(3): warning:  #550-D: variable "myArry" was set but never used

myex1.c(5): warning:  #550-D: variable "c" was set but never used

myex1.c(5): warning:  #177-D: variable "d" was declared but never referenced

linking...

Program Size: Code=1024 RO-data=360 RW-data=20 ZI-data=1636 

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 4 Warning(s).

分析：

（1）由于myArry作了初始化，因此RO-data增加了 360-336=24字节。原因是32位机中int型变量是32位的，占4字节，所以初始6个值后，增加了24字节。

（2）再增加初始化变量的数量，则RO-data随之增加，而Code不再变化，也就是Code由代码3的816字节增加到1024字节，是增加了初始化处理的代码量。

根据以上分析，似乎与已知资料有冲突。

***************************************************

RO是程序中的指令和常量RW是程序中的已初始化变量ZI是程序中的未初始化的变量由以上3点说明可以理解为：RO就是readonly，RW就是read/write，ZI就是zero

****************************************************

如果按此说明，增加变量应该增加RO，但从代码1到代码2的变化来看，仅是增加了Code，却没有增加RO。

初始化变量时，应该增加RW，但是从代码2~代码4，RW却没有任何变化。

看来这个说法只能适用于ARM芯片，即运行时需要将代码调入RAM运行的芯片，对于STM32这类芯片并不完全适用。

以下再作研究：

当使用 int myArray[300]时：

图2

当使得int myArray[100]时：

图3

应该是向下生成的？？

而且与芯片无关，无论选择6K RAM还是48K RAM都是如此，且当数组再大时，就会将地址置于小于0x2000000的地址，但编译并不报错。

当使得int myArray[450]时：

图4

当然，执行是错误的。

当int myArray[409]时：正指向0x2000000

去掉其他变量，对于这个地址没有影响！

代码5

int myArray[400]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14};

int main()

{     const int x=16;  

int a,b,c,d;

int i;

a=10;b=20;

c=a+b;

for(i=0;i<100;i++)

myArray[i]=i;

for(i=0;i<100;i++)

c+=myArray[i];

d+=x;

for(;;);

}

编译结果：

compiling myex1.c...

linking...

Program Size: Code=876 RO-data=336 RW-data=1620 ZI-data=1636 

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

分析：

本段程序将数组作为全局变量来定义，情况立即发生了变化。RW-data变成了1620。其中的1600应该是这个数组增加的4*400=1600，而20则是代码1~代码4中一直都有的。

经查验资料，局部变量是放在栈中的，如果栈定义得较小，那么变量数就很少。因此当数组在main内部定义时，是作为局部变量从栈中分配内存给它。所以在代码1~代码4的实验中还发现，即便更改芯片，从6KB RAM的C4到48KB RAM的VC，编译的结果不发生变化，其原因就在于不论哪种芯片，给它分配的栈是固定的。栈的大小应该在启动代码中修改。

图5

更改这个：startup_stm32f10x_hd.s可以更改栈的大小。

改成500后的编译结果如下：

linking...

Program Size: Code=1048 RO-data=392 RW-data=20 ZI-data=1892 

FromELF: creating hex file...

"myex1.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

说明：注意到ZI-ddata已发生了变化。

至此可以明白RO-data ZI-data应该是针对栈来说的。即栈中的只读数据和零数据？？但是RW-data似乎又有所不同，这里还应该再次探究。