STM32 記憶體分布探究

STM32 記憶體分布探究

2016-2-2

        本人在運行ucos時遇到一個非常奇怪的問題，運行一段時間後就會莫名進入hardfault函數，導致系統死機。後來根據對堆棧調試，發現每次調用的函數都不一樣，甚是費解。通過map檔案最後得出結論，原來在系統初始化的時候在flash裡面讀出了系統配置參數，在系統運行過程中會寫flash，而flash定義的地址與程式碼儲存的位置發生了重疊，一寫資料就擦掉了一些函數，當調用到這些函數的時候就會發生未知指令的錯誤。把這個參數儲存地址定義的分開些就會解決這個問題。可是，開始這個地址寫好了，隨著程式碼不斷增多，消耗的片上flash也會增大，是個動態增長的過程，不注意很有可能發生衝突。所以在項目開發過程中定期檢查定義的參數儲存地址，或者乾脆把參數儲存地址定義在程式地址之前。

        今天詳細瞭解一下編譯後的STM32工程，堆棧記憶體分布情況，有助於對堆棧大小分配的理解。開啟一個基於STM32f103RET6的工程，具有512KB 內建flash，以及64KB SRAM，通過map檔案可以看出：

名稱	位置	地址	備忘
RESET 複位向量	Flash	0x08000000	上電執行的第一條代碼
庫函數程式碼片段	Flash	0x08000144	在程式中調用的庫函數，例如字串處理函數、記憶體配置函數等
使用者自訂函數程式碼片段	Flash	0x08001110	工程模板函數庫、使用者自訂函數編譯後的代碼，以函數名首字母排序
.constdata	Flash	0x0800d07c-0x0800d680	使用者定義的常量
剩餘空間	Flash

 

名稱	位置	地址	備忘
.data	SRAM	0x20000000	資料區段，以及初始化的全域變數
.bss	SRAM	0x20000268	未初始化的全域變數
HEAP（堆）	SRAM	0x200033e8	開機檔案定義的堆空間開始，程式調用malloc自由分配的記憶體在堆上
STACK（棧）	SRAM	0x200073e8	開機檔案定義的棧空間開始，各個函數中的局部變數空間分配到棧上
剩餘空間	SRAM

 

        例如在這個工程中，flash自訂參數儲存地址，不要定義在 0x0800d680之前。

        另外，還可以看出在SRAM裡，分配儲存的是全域變數區，未初始設定變數區，堆以及棧。要注意的是，如果堆和棧定義的過小，程式預設定義都不大，一旦使用了一個較大的局部變數，有可能造成棧空間溢出，覆蓋掉堆空間甚至上面的全域變數區，造成系統出錯的問題。例如在做IAP的過程中，每當向flash寫入512個位元組時，由於大容量STM32片上flash塊大小為2K，寫之前要先讀出，調用寫函數的時候就自動建立一個2K大小的局部變數，由於棧是向上增長的，自然會覆蓋堆以及全域變數區，造成未知的錯誤。根據片上SRAM的資源，將堆和棧適當調大一些為好，比如各設定為4K大小。