深度：单片机到底是如何软硬件结合的
我们通过io和串口的软件开发，已经体验了嵌入式软件开发。不知道大家有没有疑惑，为什么软件能控制硬件？反正当年我学习51的时候，有这个疑惑。今天我们就暂停软件开发，分析单片机到底是如何软硬件结合的。并通过一个基本的程序，分析单片机程序的编译，运行。
软硬件结合 初学者，通常有一个困惑，就是为什么软件能控制硬件？就像当年的51，为什么只要写p1=0x55，就可以在io口输出高低电平？要理清这个问题，先要认识一个概念：地址空间。
寻址空间 什么是地址空间呢？所谓的地址空间，就是pc指针的寻址范围，因此也叫寻址空间。
大家应该都知道，我们的电脑有32位系统和64位系统之分，为什么呢？因为32位系统，pc指针就是一个32位的二进制数，也就是0xffffffff，范围只有4g寻址空间。现在内存越来越大，4g根本不够，所以需要扩展，为了能访问超出4g范围的内存，就有了64位系统。stm32是多少位的？是32位的，因此pc指针也是32位，寻址空间也就是4g。
我们来看看stm32的寻址空间是怎么样的。在数据手册《stm32f407_数据手册.pdf》中有一个图，这个图，就是stm32的寻址空间分配。所有的芯片，都会有这个图，名字基本上都是叫memory map，用一个新芯片，就先看这个图。
最左边，8个block，每个block 512m，总共就是4g，也就是芯片的寻址空间。
block 0 里面有一段叫做flash，也就是内部flash，我们的程序就是下载到这个地方，起始地址是0x800 0000，大家注意，这个只有1m空间。现在stm32已经有2m flash的芯片了，超出1m的flash放在哪里呢？请自行查看对应的芯片手册。
3 在block 1 内，有两段sram，总共128k，这个空间，也就是我们前面说的内存，存放程序使用的变量。如果需要，也可以把程序放到sram中运行。407不是有196k吗？
其实407有196k内存，但是有64k并不是普通的sram，而是放在block 0 内的ccm。这两段区域不连续，而且，ccm只能内核使用，外设不能使用，例如dma就不能用ccm内存，否则就死机。
block 2，是peripherals，也就是外设空间。我们看右边，主要就是apb1/apb2、ahb1/ahb2，什么东西呢？回头再说。
block 3、block4、block5，是fsmc的空间，fsmc可以外扩sram，nand falsh，lcd等外设。
好的，我们分析了寻址空间，我们回过头看看，软件是如何控制硬件的。在io口输出的例程中，我们配置io口是调用库函数，我们看看库函数是怎么做的。
例如：
gpio_setbits(gpiog, gpio_pin_0 | gpio_pin_1 | gpio_pin_2| gpio_pin_3); 这个函数其实就是对一个变量赋值，对gpiox这个结构体的成员bsrrl赋值。
void gpio_setbits(gpio_typedef* gpiox, uint16_t gpio_pin){ /* check the parameters */ assert_param(is_gpio_all_periph(gpiox)); assert_param(is_gpio_pin(gpio_pin)); gpiox->bsrrl = gpio_pin;} assert_param:这个是断言，用于判断输入参数是否符合要求gpiox是一个输入参数，是一个gpio_typedef结构体指针，所以，要用->获取其成员
gpiox是我们传入的参数gpiog，具体是啥？在stm32f4xx.h中有定义。
#define gpiog ((gpio_typedef *) gpiog_base) gpiog_base同样在文件中有定义，如下：
#define gpiog_base (ahb1periph_base + 0x1800)ahb1periph_base，ahb1地址，有点眉目了吧？在进一步看看/*!< peripheral memory map */#define apb1periph_base periph_base#define apb2periph_base (periph_base + 0x00010000)#define ahb1periph_base (periph_base + 0x00020000)#define ahb2periph_base (periph_base + 0x10000000) 再找找periph_base的定义
#define periph_base ((uint32_t)0x40000000)
到这里，我们可以看出，操作io口g，其实就是操作0x40000000+0x1800这个地址上的一个结构体里面的成员。说白了，就是操作了这个地方的寄存器。实质跟我们操作普通变量一样，就像下面的两句代码，区别就是变量i是sram空间地址，0x40000000+0x1800是外设空间地址。
u32 i;i = 0x55aa55aa; 这个外设空间地址的寄存器是io口硬件的一部分。如下图，左边的输出数据寄存器，就是我们操作的寄存器（内存、变量），它的地址就是0x40000000+0x1800+0x14.
控制其他外设也类似，就是将数据写到外设寄存器上，跟操作内存一样，就可控制外设了。
寄存器，其实应该是内存的统称，外设寄存器应该叫做特殊寄存器。慢慢的，所有人都把外设的叫做寄存器，其他的统称内存或ram。寄存器为什么能控制硬件外设呢？因为，初略的说，一个寄存器的一个bit，就是一个开关，开就是1，关就是0。通过这个电子开关去控制电路，从而控制外设硬件。
纯软件-包罗万象的小程序 我们已经完成了串口和io口的控制，但是我们仅仅知道了怎么用，对其他一无所知。程序怎么跑的？代码到底放在那里？内存又是怎么保存的？下面，我们通过一个简单的程序，学习嵌入式软件的基本要素。
分析启动代码 函数从哪里开始运行？
每个芯片都有复位功能，复位后，芯片的pc指针（一个寄存器，指示程序运行位置，对于多级流水线的芯片，pc可能跟真正执行的指令位置不一致，这里暂且认为一致）会复位到固定值，一般是0x00000000，在stm32中，复位到0x08000004。因此复位后运行的第一条代码就是0x08000004。前面我们不是拷贝了一个启动代码文件到工程吗？startup_stm32f40_41xxx.s，这个汇编文件为什么叫启动代码？因为里面的汇编程序，就是复位之后执行的程序。在文件中，有一段数据表，称为中断向量，里面保存了各个中断的执行地址。复位，也是一个中断。
芯片复位时，芯片从中断表中将reset_handler这个值（函数指针）加载到pc指针，芯片就会执行reset_handler函数了。（一个函数入口就是一个指针）
; vector table mapped to address 0 at reset area reset, data, readonly export __vectors export __vectors_end export __vectors_size__vectors dcd __initial_sp ; top of stack dcd reset_handler ; reset handler dcd nmi_handler ; nmi handler dcd hardfault_handler ; hard fault handler dcd memmanage_handler ; mpu fault handler dcd busfault_handler ; bus fault handler dcd usagefault_handler ; usage fault handler reset_handler函数，先执行systeminit函数，这个函数在标准库内，主要是初始芯片时钟。然后跳到__main执行，__main函数是什么函数？
是我们在main.c中定义的main函数吗？后面我们再说这个问题。
; reset handlerreset_handler proc export reset_handler [weak] import systeminit import __main ldr r0, =systeminit blx r0 ldr r0, =__main bx r0 endp 芯片是怎么知道开始就执行启动代码的呢？或者说，我们如何把这个启动代码放到复位的位置？这就牵涉到一个一般情况下不关注的文件wujique.sct，这个文件在wujiqueprjobjects目录下，通常把这个文件叫做分散加载文件，编译工具在链接时，根据这个文件放置各个代码段和变量。
在mdk软件options菜单linker下有关于这个菜单的设置。
把use memory layout from target dialog前面的勾去掉，之前不可设置的框都可以设置了。点击edit进行编辑。
在代码编辑框出现了分散加载文件内容，当前文件只有基本的内容。
其实这个文件功能很强大，通过修改这个文件可以配置程序的很多功能，例如：1 指定flash跟ram的大小于起始位置，当我们把程序分成boot、core、app，甚至进行驱动分离的时候，就可以用上了。2 指定函数与变量的位置，例如把函数加载到ram中运行。
从这个基本的分散加载文件我们可以看出：
第6行 er_irom1 0x08000000 0x00080000定义了er_irom1，也就是我们说的内部flash，从0x08000000开始，大小0x00080000。
第7行.o (reset, +first)从0x08000000开始，先放置一个.o文件， 并且用(reset, +first)指定reset块优先放置，reset块是什么？请查看启动代码，中断向量就是一个area，名字叫reset，属于readonly。这样编译后，reset块将放在0x08000000位置，也就是说，中断向量就放在这个地方。dcd是分配空间，4字节，第一个就是__initial_sp，第二个就是reset_handler函数指针。也就是说，最后编译后的程序，将reset_handler这个函数的指针（地址），放在0x800000+4的地方。所以芯片在复位的时候，就能找到复位函数reset_handler。
第8行 *(inroot$$sections)什么鬼？google啊！回头再说。
第9行 .any (+ro)意思就是其他的所有ro，顺序往后放。就是说，其他代码，跟着启动代码后面。
第11行 rw_iram1 0x20000000 0x00020000定义了ram大小。
第12行 .any (+rw +zi)所有的rw zi，全部放到ram里面。rw,zi，也就是变量，这一行指定了变量保存到什么地址。
分析用户代码 到此，基本启动过程已经分析完。下一步开始分析用户代码，就从main函数开始。1 程序跳转到main函数后:rcc_getclocksfreq获取rcc时钟频率；systick_config配置systick，在这里打开了systick中断，10毫秒一次。
delay(5);延时50毫秒。
int main(void){ gpio_inittypedef gpio_initstructure; /*! testtmp1) test_tmp1 = 10; else test_tmp1 = 5; testtmp2 +=testtmp3[test_tmp1]; return test_tmp1;} 然后程序就一直在main函数的while循环里面执行。中断呢？对，还有中断。中断中断，就是中断正常的程序执行流程。我们查看delay函数，uwtimingdelay不等于0就死等？谁会将uwtimingdelay改为0？
/** * @brief inserts a delay time. * @param ntime: specifies the delay time length, in milliseconds. * @retval none */void delay(__io uint32_t ntime){ uwtimingdelay = ntime; while(uwtimingdelay != 0);} 搜索uwtimingdelay变量，函数timingdelay_decrement会将变量一直减到0。
/** * @brief decrements the timingdelay variable. * @param none * @retval none */void timingdelay_decrement(void){ if (uwtimingdelay != 0x00) { uwtimingdelay--; }} 这个函数在哪里执行？经查找，在systick_handler函数中运行。谁用这个函数？
/** * @brief this function handles systick handler. * @param none * @retval none */void systick_handler(void){ timingdelay_decrement();} 经查找，在中断向量表中有这个函数，也即是说这个函数指针保存在中断向量表内。当发生中断时，就会执行这个函数。当然，在进出中断会有保存和恢复现场的操作。这个主要涉及到汇编，暂时不进行分析了。有兴趣自己研究研究。通常，现在我们开发程序不用关心上下文切换了。
__vectors dcd __initial_sp ; top of stack dcd reset_handler ; reset handler dcd nmi_handler ; nmi handler dcd hardfault_handler ; hard fault handler dcd memmanage_handler ; mpu fault handler dcd busfault_handler ; bus fault handler dcd usagefault_handler ; usage fault handler dcd 0 ; reserved dcd 0 ; reserved dcd 0 ; reserved dcd 0 ; reserved dcd svc_handler ; svcall handler dcd debugmon_handler ; debug monitor handler dcd 0 ; reserved dcd pendsv_handler ; pendsv handler dcd systick_handler ; systick handler 余下问题 1 __main函数是什么函数？是我们在main.c中定义的main函数吗？2 分散加载文件中*(inroot$$sections)是什么？3 zi段，也就是初始化为0的数据段，什么时候初始化？谁初始化？
为什么这几个问题前面留着不说？因为这是同一个问题。顺藤摸瓜！
通过map文件了解代码构成 编译结果 程序编译后，在下方的build output窗口会输出信息：
*** using compiler 'v5.06 update 5 (build 528)', folder: 'c:keil_v5armarmccbin'build target 'wujique'compiling stm32f4xx_it.c......assembling startup_stm32f40_41xxx.s...compiling misc.c......compiling mcu_uart.c...linking...program size: code=9038 ro-data=990 rw-data=40 zi-data=6000 fromelf: creating hex file....objectswujique.axf - 0 error(s), 0 warning(s).build time elapsed: 00:00:32 编译目标是wujique c文件compiling，汇编文件assembling，这个过程叫编译 编译结束后，就进行link，链接。 最后得到一个编译结果，9038字节code，ro 990，rw 40，zi 6000。code，是代码，很好理解，那ro、rw、zi都是什么？ fromelf，创建hex文件，fromelf是一个好工具，需要自己添加到option中才能用 map文件配置 更多编译具体信息在map文件中，在mdk options中我们可以看到，所有信息都放在listingswujique.map
默认很多编译信息可能没钩，钩上所有信息会增加编译时间。
map文件 打开map文件，好乱？习惯就好。我们抓重点就行了。
map 总信息
从最后看起，看到没？最后的这一段map内容，说明了整个程序的基本概况。
有多少ro？ro到底是什么？
有多少rw?rw又是什么？
rom为什么不包括zi data？为什么包含rw data？
image component sizes
往上，看看image component sizes，这个就比刚刚的总体统计更细了。
这部分内容，说明了每个源文件的概况
首先，是我们自己的源码，这个程序我们的代码不多，只有main.o，wujique_log.o，和其他一些stm32的库文件。
第2部分是库里面的文件，看到没？里面有一个main.o。main函数是不是我们写的main函数？明显不是，我们的main函数是放在main.o文件。这么小的一个工程，用了这么多库，你以前关注过吗？估计没有，除非你曾经将一个原本在1m flash上的程序压缩到能在512k上运行。
第3部分也是库，暂时没去分析这两个是什么东西。
库文件是什么？库文件就是别人已经别写好的代码库。在代码中，我们经常会包含一些头文件，例如：
#include #include #include 这些就是库的头文件。这些头文件保存在mdk开发工具的安装目录下。我们经常用的库函数有：memcpy、memcmp、strcmp等。只要代码中包含了这些函数，就会链接库文件。
文件map
再往上，就是文件map了，也就时每个文件中的代码段（函数）跟变量在rom跟ram中的位置。首先是rom在0x08000000确实放的是startup_stm32f40_41xxx.o中的reset
库文件是什么？
库文件就是别人已经别写好的代码库。
在代码中，我们经常会包含一些头文件，例如：
#include #include #include 这些就是库的头文件。这些头文件保存在mdk开发工具的安装目录下。
我们经常用的库函数有：
memcpy、memcmp、strcmp等。 只要代码中包含了这些函数，就会链接库文件。
文件map 再往上，就是文件map了，也就时每个文件中的代码段（函数）跟变量在rom跟ram中的位置。首先是rom在0x08000000确实放的是startup_stm32f40_41xxx.o中的reset
每个文件有有多行，例如串口，4个函数。
然后是ram的，main.o中的变量，放在0x20000000，总共有0x0000000c，类型是data、rw。串口有两种变量，data和bss，什么是bss？这两个名称，是section name，也就是段的意思。看前面type和attr，
rw data，放在.data段；rw zero放在.bss段，rw zero，其实就是zi。到底哪些变量是rw，哪些是zi？
image symbol table
再往上就是image symbol table，就更进一步到每个函数或者变量的信息了
例如，全局变量testtmp1，是data，4字节，分配的位置是0x20000004。
testtmp3数组放在哪里？放在0x080024e0这个地方，这可是代码区额。因为我们用const修饰了这个全局变量数组，告诉编译器，这个数组是不可以改变的，编译器就将这个数组保存到代码中了。程序中我们经常会使用一些大数组数据，例如字符点阵，通常有几k几十k大，不可能也没必要放到ram区，整个程序运行过程这些数据都不改变，因此通过const修饰，将其存放到代码区。
const的用处比较多，可以修饰变量，也可以修饰函数。更多用法自行学习
那局部变量存放在哪里呢？我们找到了test_tmp3，
没找到test_tmp1/test_tmp2，为什么呢？在定义时，test_tmp3增加了static定义，意思就是静态局部变量，功能上，相当于全局变量，定义在函数内，限制了这个全局变量只能在这个函数内使用。哪test_tmp1、test_tmp2放在哪里呢？ 局部变量，在编译链接时，并没有分配空间，只有在运行时，才从栈分配空间。
u8 testfun(u32 x)//函数，带一个参数，并返回一个u8值{ u8 test_tmp1 = 4;//局部变量，初始化 u8 test_tmp2;//局部变量，未初始化 static u8 test_tmp3 = 0;//静态局部变量 上一部分，我们留了一个问题，哪些变量是rw，哪些是zi？我们看看串口变量的情况，uartbuf3放在bss段，其他变量放在.data段。为什么数组就放在bss？bss是英文block started by symbol的简称。
到这里，我们可解释下面几个概念了：
code就是代码，函数。
ro data，就是只读变量，例如用const修饰的数组。
rw data，就是读写变量，例如全局变量跟static修饰的局部变量。
zi data，就是系统自动初始化为0的读写变量，大部分是数组，放在bss段。
ro size等于代码加只读变量。
rw size等于读写变量（包括自动初始化为0的），这个也就是ram的大小。
rom size，也就是我们编译之后的目标文件大小，也就是flash的大小。但是？为什么会包含rw data呢？因为所有全局变量都需要一个初始化的值（就算没有真正初始化，系统也会分配一个初始化空间），例如我们定义一个变量u8 i = 8;这样的全局变量，8，这个值，就需要保存在falsh区。
我们看看函数的情况，前面我们不是有一个问题吗？__main和main是一个函数吗？查找main后发现，main是main，放在0x08000579
main是main，放在0x08000189
__main到main之间发生了什么？还记得分散加载文件中的这句吗？
*(inroot$$sections) __main就在这个段内。下图是__main的地址，在0x08000189。__vectors就是中断向量，放在最开始。
在分散加载文件中，紧跟reset的就是*(inroot$$sections)。
而且，reset段正好大小0x00000188。
巧合？参考ppt文档《arm嵌入式软件开发.ppt》，或自行google。
这一段代码都完成什么功能呢？主要完成zi代码的初始化，也就是将一部分ram初始化为0。其他环境初始化，通常，我们不用管这一部分。
其他再往上，就是其他信息了，例如优化了哪些东西，移除了哪些函数。
最后 到这里，一个程序，是怎么组成的，程序是如何运行的，基本有一个总体印象了。不过，对于中断，后面还会进行详细说明。
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软硬件结合 初学者，通常有一个困惑，就是为什么软件能控制硬件？就像当年的51，为什么只要写p1=0x55，就可以在io口输出高低电平？要理清这个问题，先要认识一个概念：地址空间。
寻址空间 什么是地址空间呢？所谓的地址空间，就是pc指针的寻址范围，因此也叫寻址空间。
大家应该都知道，我们的电脑有32位系统和64位系统之分，为什么呢？因为32位系统，pc指针就是一个32位的二进制数，也就是0xffffffff，范围只有4g寻址空间。现在内存越来越大，4g根本不够，所以需要扩展，为了能访问超出4g范围的内存，就有了64位系统。stm32是多少位的？是32位的，因此pc指针也是32位，寻址空间也就是4g。
我们来看看stm32的寻址空间是怎么样的。在数据手册《stm32f407_数据手册.pdf》中有一个图，这个图，就是stm32的寻址空间分配。所有的芯片，都会有这个图，名字基本上都是叫memory map，用一个新芯片，就先看这个图。
最左边，8个block，每个block 512m，总共就是4g，也就是芯片的寻址空间。
block 0 里面有一段叫做flash，也就是内部flash，我们的程序就是下载到这个地方，起始地址是0x800 0000，大家注意，这个只有1m空间。现在stm32已经有2m flash的芯片了，超出1m的flash放在哪里呢？请自行查看对应的芯片手册。
3 在block 1 内，有两段sram，总共128k，这个空间，也就是我们前面说的内存，存放程序使用的变量。如果需要，也可以把程序放到sram中运行。407不是有196k吗？
其实407有196k内存，但是有64k并不是普通的sram，而是放在block 0 内的ccm。这两段区域不连续，而且，ccm只能内核使用，外设不能使用，例如dma就不能用ccm内存，否则就死机。
block 2，是peripherals，也就是外设空间。我们看右边，主要就是apb1/apb2、ahb1/ahb2，什么东西呢？回头再说。
block 3、block4、block5，是fsmc的空间，fsmc可以外扩sram，nand falsh，lcd等外设。
好的，我们分析了寻址空间，我们回过头看看，软件是如何控制硬件的。在io口输出的例程中，我们配置io口是调用库函数，我们看看库函数是怎么做的。
例如：
gpio_setbits(gpiog, gpio_pin_0 | gpio_pin_1 | gpio_pin_2| gpio_pin_3); 这个函数其实就是对一个变量赋值，对gpiox这个结构体的成员bsrrl赋值。
void gpio_setbits(gpio_typedef* gpiox, uint16_t gpio_pin){ /* check the parameters */ assert_param(is_gpio_all_periph(gpiox)); assert_param(is_gpio_pin(gpio_pin)); gpiox->bsrrl = gpio_pin;} assert_param:这个是断言，用于判断输入参数是否符合要求gpiox是一个输入参数，是一个gpio_typedef结构体指针，所以，要用->获取其成员
gpiox是我们传入的参数gpiog，具体是啥？在stm32f4xx.h中有定义。
#define gpiog ((gpio_typedef *) gpiog_base) gpiog_base同样在文件中有定义，如下：
#define gpiog_base (ahb1periph_base + 0x1800)ahb1periph_base，ahb1地址，有点眉目了吧？在进一步看看/*!< peripheral memory map */#define apb1periph_base periph_base#define apb2periph_base (periph_base + 0x00010000)#define ahb1periph_base (periph_base + 0x00020000)#define ahb2periph_base (periph_base + 0x10000000) 再找找periph_base的定义
#define periph_base ((uint32_t)0x40000000)
到这里，我们可以看出，操作io口g，其实就是操作0x40000000+0x1800这个地址上的一个结构体里面的成员。说白了，就是操作了这个地方的寄存器。实质跟我们操作普通变量一样，就像下面的两句代码，区别就是变量i是sram空间地址，0x40000000+0x1800是外设空间地址。
u32 i;i = 0x55aa55aa; 这个外设空间地址的寄存器是io口硬件的一部分。如下图，左边的输出数据寄存器，就是我们操作的寄存器（内存、变量），它的地址就是0x40000000+0x1800+0x14.
控制其他外设也类似，就是将数据写到外设寄存器上，跟操作内存一样，就可控制外设了。
寄存器，其实应该是内存的统称，外设寄存器应该叫做特殊寄存器。慢慢的，所有人都把外设的叫做寄存器，其他的统称内存或ram。寄存器为什么能控制硬件外设呢？因为，初略的说，一个寄存器的一个bit，就是一个开关，开就是1，关就是0。通过这个电子开关去控制电路，从而控制外设硬件。
纯软件-包罗万象的小程序 我们已经完成了串口和io口的控制，但是我们仅仅知道了怎么用，对其他一无所知。程序怎么跑的？代码到底放在那里？内存又是怎么保存的？下面，我们通过一个简单的程序，学习嵌入式软件的基本要素。
分析启动代码 函数从哪里开始运行？
每个芯片都有复位功能，复位后，芯片的pc指针（一个寄存器，指示程序运行位置，对于多级流水线的芯片，pc可能跟真正执行的指令位置不一致，这里暂且认为一致）会复位到固定值，一般是0x00000000，在stm32中，复位到0x08000004。因此复位后运行的第一条代码就是0x08000004。前面我们不是拷贝了一个启动代码文件到工程吗？startup_stm32f40_41xxx.s，这个汇编文件为什么叫启动代码？因为里面的汇编程序，就是复位之后执行的程序。在文件中，有一段数据表，称为中断向量，里面保存了各个中断的执行地址。复位，也是一个中断。
芯片复位时，芯片从中断表中将reset_handler这个值（函数指针）加载到pc指针，芯片就会执行reset_handler函数了。（一个函数入口就是一个指针）
; vector table mapped to address 0 at reset area reset, data, readonly export __vectors export __vectors_end export __vectors_size__vectors dcd __initial_sp ; top of stack dcd reset_handler ; reset handler dcd nmi_handler ; nmi handler dcd hardfault_handler ; hard fault handler dcd memmanage_handler ; mpu fault handler dcd busfault_handler ; bus fault handler dcd usagefault_handler ; usage fault handler reset_handler函数，先执行systeminit函数，这个函数在标准库内，主要是初始芯片时钟。然后跳到__main执行，__main函数是什么函数？
是我们在main.c中定义的main函数吗？后面我们再说这个问题。
; reset handlerreset_handler proc export reset_handler [weak] import systeminit import __main ldr r0, =systeminit blx r0 ldr r0, =__main bx r0 endp 芯片是怎么知道开始就执行启动代码的呢？或者说，我们如何把这个启动代码放到复位的位置？这就牵涉到一个一般情况下不关注的文件wujique.sct，这个文件在wujiqueprjobjects目录下，通常把这个文件叫做分散加载文件，编译工具在链接时，根据这个文件放置各个代码段和变量。
在mdk软件options菜单linker下有关于这个菜单的设置。
把use memory layout from target dialog前面的勾去掉，之前不可设置的框都可以设置了。点击edit进行编辑。
在代码编辑框出现了分散加载文件内容，当前文件只有基本的内容。
其实这个文件功能很强大，通过修改这个文件可以配置程序的很多功能，例如：1 指定flash跟ram的大小于起始位置，当我们把程序分成boot、core、app，甚至进行驱动分离的时候，就可以用上了。2 指定函数与变量的位置，例如把函数加载到ram中运行。
从这个基本的分散加载文件我们可以看出：
第6行 er_irom1 0x08000000 0x00080000定义了er_irom1，也就是我们说的内部flash，从0x08000000开始，大小0x00080000。
第7行.o (reset, +first)从0x08000000开始，先放置一个.o文件， 并且用(reset, +first)指定reset块优先放置，reset块是什么？请查看启动代码，中断向量就是一个area，名字叫reset，属于readonly。这样编译后，reset块将放在0x08000000位置，也就是说，中断向量就放在这个地方。dcd是分配空间，4字节，第一个就是__initial_sp，第二个就是reset_handler函数指针。也就是说，最后编译后的程序，将reset_handler这个函数的指针（地址），放在0x800000+4的地方。所以芯片在复位的时候，就能找到复位函数reset_handler。
第8行 *(inroot$$sections)什么鬼？google啊！回头再说。
第9行 .any (+ro)意思就是其他的所有ro，顺序往后放。就是说，其他代码，跟着启动代码后面。
第11行 rw_iram1 0x20000000 0x00020000定义了ram大小。
第12行 .any (+rw +zi)所有的rw zi，全部放到ram里面。rw,zi，也就是变量，这一行指定了变量保存到什么地址。
分析用户代码 到此，基本启动过程已经分析完。下一步开始分析用户代码，就从main函数开始。1 程序跳转到main函数后:rcc_getclocksfreq获取rcc时钟频率；systick_config配置systick，在这里打开了systick中断，10毫秒一次。
delay(5);延时50毫秒。
int main(void){ gpio_inittypedef gpio_initstructure; /*! testtmp1) test_tmp1 = 10; else test_tmp1 = 5; testtmp2 +=testtmp3[test_tmp1]; return test_tmp1;} 然后程序就一直在main函数的while循环里面执行。中断呢？对，还有中断。中断中断，就是中断正常的程序执行流程。我们查看delay函数，uwtimingdelay不等于0就死等？谁会将uwtimingdelay改为0？
/** * @brief inserts a delay time. * @param ntime: specifies the delay time length, in milliseconds. * @retval none */void delay(__io uint32_t ntime){ uwtimingdelay = ntime; while(uwtimingdelay != 0);} 搜索uwtimingdelay变量，函数timingdelay_decrement会将变量一直减到0。
/** * @brief decrements the timingdelay variable. * @param none * @retval none */void timingdelay_decrement(void){ if (uwtimingdelay != 0x00) { uwtimingdelay--; }} 这个函数在哪里执行？经查找，在systick_handler函数中运行。谁用这个函数？
/** * @brief this function handles systick handler. * @param none * @retval none */void systick_handler(void){ timingdelay_decrement();} 经查找，在中断向量表中有这个函数，也即是说这个函数指针保存在中断向量表内。当发生中断时，就会执行这个函数。当然，在进出中断会有保存和恢复现场的操作。这个主要涉及到汇编，暂时不进行分析了。有兴趣自己研究研究。通常，现在我们开发程序不用关心上下文切换了。
__vectors dcd __initial_sp ; top of stack dcd reset_handler ; reset handler dcd nmi_handler ; nmi handler dcd hardfault_handler ; hard fault handler dcd memmanage_handler ; mpu fault handler dcd busfault_handler ; bus fault handler dcd usagefault_handler ; usage fault handler dcd 0 ; reserved dcd 0 ; reserved dcd 0 ; reserved dcd 0 ; reserved dcd svc_handler ; svcall handler dcd debugmon_handler ; debug monitor handler dcd 0 ; reserved dcd pendsv_handler ; pendsv handler dcd systick_handler ; systick handler 余下问题 1 __main函数是什么函数？是我们在main.c中定义的main函数吗？2 分散加载文件中*(inroot$$sections)是什么？3 zi段，也就是初始化为0的数据段，什么时候初始化？谁初始化？
为什么这几个问题前面留着不说？因为这是同一个问题。顺藤摸瓜！
通过map文件了解代码构成 编译结果 程序编译后，在下方的build output窗口会输出信息：
*** using compiler 'v5.06 update 5 (build 528)', folder: 'c:keil_v5armarmccbin'build target 'wujique'compiling stm32f4xx_it.c......assembling startup_stm32f40_41xxx.s...compiling misc.c......compiling mcu_uart.c...linking...program size: code=9038 ro-data=990 rw-data=40 zi-data=6000 fromelf: creating hex file....objectswujique.axf - 0 error(s), 0 warning(s).build time elapsed: 00:00:32 编译目标是wujique c文件compiling，汇编文件assembling，这个过程叫编译 编译结束后，就进行link，链接。 最后得到一个编译结果，9038字节code，ro 990，rw 40，zi 6000。code，是代码，很好理解，那ro、rw、zi都是什么？ fromelf，创建hex文件，fromelf是一个好工具，需要自己添加到option中才能用 map文件配置 更多编译具体信息在map文件中，在mdk options中我们可以看到，所有信息都放在listingswujique.map
默认很多编译信息可能没钩，钩上所有信息会增加编译时间。
map文件 打开map文件，好乱？习惯就好。我们抓重点就行了。
map 总信息
从最后看起，看到没？最后的这一段map内容，说明了整个程序的基本概况。
有多少ro？ro到底是什么？
有多少rw?rw又是什么？
rom为什么不包括zi data？为什么包含rw data？
image component sizes
往上，看看image component sizes，这个就比刚刚的总体统计更细了。
这部分内容，说明了每个源文件的概况
首先，是我们自己的源码，这个程序我们的代码不多，只有main.o，wujique_log.o，和其他一些stm32的库文件。
第2部分是库里面的文件，看到没？里面有一个main.o。main函数是不是我们写的main函数？明显不是，我们的main函数是放在main.o文件。这么小的一个工程，用了这么多库，你以前关注过吗？估计没有，除非你曾经将一个原本在1m flash上的程序压缩到能在512k上运行。
第3部分也是库，暂时没去分析这两个是什么东西。
库文件是什么？库文件就是别人已经别写好的代码库。在代码中，我们经常会包含一些头文件，例如：
#include #include #include 这些就是库的头文件。这些头文件保存在mdk开发工具的安装目录下。我们经常用的库函数有：memcpy、memcmp、strcmp等。只要代码中包含了这些函数，就会链接库文件。
文件map
再往上，就是文件map了，也就时每个文件中的代码段（函数）跟变量在rom跟ram中的位置。首先是rom在0x08000000确实放的是startup_stm32f40_41xxx.o中的reset
库文件是什么？
库文件就是别人已经别写好的代码库。
在代码中，我们经常会包含一些头文件，例如：
#include #include #include 这些就是库的头文件。这些头文件保存在mdk开发工具的安装目录下。
我们经常用的库函数有：
memcpy、memcmp、strcmp等。 只要代码中包含了这些函数，就会链接库文件。
文件map 再往上，就是文件map了，也就时每个文件中的代码段（函数）跟变量在rom跟ram中的位置。首先是rom在0x08000000确实放的是startup_stm32f40_41xxx.o中的reset
每个文件有有多行，例如串口，4个函数。
然后是ram的，main.o中的变量，放在0x20000000，总共有0x0000000c，类型是data、rw。串口有两种变量，data和bss，什么是bss？这两个名称，是section name，也就是段的意思。看前面type和attr，
rw data，放在.data段；rw zero放在.bss段，rw zero，其实就是zi。到底哪些变量是rw，哪些是zi？
image symbol table
再往上就是image symbol table，就更进一步到每个函数或者变量的信息了
例如，全局变量testtmp1，是data，4字节，分配的位置是0x20000004。
testtmp3数组放在哪里？放在0x080024e0这个地方，这可是代码区额。因为我们用const修饰了这个全局变量数组，告诉编译器，这个数组是不可以改变的，编译器就将这个数组保存到代码中了。程序中我们经常会使用一些大数组数据，例如字符点阵，通常有几k几十k大，不可能也没必要放到ram区，整个程序运行过程这些数据都不改变，因此通过const修饰，将其存放到代码区。
const的用处比较多，可以修饰变量，也可以修饰函数。更多用法自行学习
那局部变量存放在哪里呢？我们找到了test_tmp3，
没找到test_tmp1/test_tmp2，为什么呢？在定义时，test_tmp3增加了static定义，意思就是静态局部变量，功能上，相当于全局变量，定义在函数内，限制了这个全局变量只能在这个函数内使用。哪test_tmp1、test_tmp2放在哪里呢？ 局部变量，在编译链接时，并没有分配空间，只有在运行时，才从栈分配空间。
u8 testfun(u32 x)//函数，带一个参数，并返回一个u8值{ u8 test_tmp1 = 4;//局部变量，初始化 u8 test_tmp2;//局部变量，未初始化 static u8 test_tmp3 = 0;//静态局部变量 上一部分，我们留了一个问题，哪些变量是rw，哪些是zi？我们看看串口变量的情况，uartbuf3放在bss段，其他变量放在.data段。为什么数组就放在bss？bss是英文block started by symbol的简称。
到这里，我们可解释下面几个概念了：
code就是代码，函数。
ro data，就是只读变量，例如用const修饰的数组。
rw data，就是读写变量，例如全局变量跟static修饰的局部变量。
zi data，就是系统自动初始化为0的读写变量，大部分是数组，放在bss段。
ro size等于代码加只读变量。
rw size等于读写变量（包括自动初始化为0的），这个也就是ram的大小。
rom size，也就是我们编译之后的目标文件大小，也就是flash的大小。但是？为什么会包含rw data呢？因为所有全局变量都需要一个初始化的值（就算没有真正初始化，系统也会分配一个初始化空间），例如我们定义一个变量u8 i = 8;这样的全局变量，8，这个值，就需要保存在falsh区。
我们看看函数的情况，前面我们不是有一个问题吗？__main和main是一个函数吗？查找main后发现，main是main，放在0x08000579
main是main，放在0x08000189
__main到main之间发生了什么？还记得分散加载文件中的这句吗？
*(inroot$$sections) __main就在这个段内。下图是__main的地址，在0x08000189。__vectors就是中断向量，放在最开始。
在分散加载文件中，紧跟reset的就是*(inroot$$sections)。
而且，reset段正好大小0x00000188。
巧合？参考ppt文档《arm嵌入式软件开发.ppt》，或自行google。
这一段代码都完成什么功能呢？主要完成zi代码的初始化，也就是将一部分ram初始化为0。其他环境初始化，通常，我们不用管这一部分。
其他再往上，就是其他信息了，例如优化了哪些东西，移除了哪些函数。
最后 到这里，一个程序，是怎么组成的，程序是如何运行的，基本有一个总体印象了。不过，对于中断，后面还会进行详细说明。
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