arm - 在 ARM Cortex-M3 中使用 newlib 的 malloc

Question

我正在为 ARM Cortex-M3(NXP 的 LCP17xx)创建代码。到目前为止，我一直在使用静态内存，一切都运行良好。我试图添加动态内存支持，但是一旦我调用 malloc，系统就会卡住。

我正在用 gcc 编译 arm 裸机，并使用 newlib。版本:gcc-arm-none-eabi-4_6-2012q1

为了添加对 malloc 的支持，我实现了一个简单的 _sbrk 函数并修改了我的链接器脚本为堆腾出一些空间(我已经阅读了许多关于这部分的不同教程，但没有一篇涵盖我接下来遇到的问题)。

在一些 LED 的帮助下，我可以确定代码一直运行到调用 malloc 为止。 ，然后它不会继续。它甚至没有到达我的_sbrk功能。此外，它会卡在对 sizeof 的调用中。 ，如果我包括对 malloc 的调用稍后在代码中。

那么，调用 malloc 时我会做错什么？代码在没有到达 _sbrk 的情况下就卡住了还是返回？

盯着malloc时生成的内存图看了半天call 包含在内，如果不包含，我怀疑它与 malloc 使用的结构有关.

这是定义 ram 内存的 ld 脚本的一部分:

.bss :
{
    _start_bss = .;
    *(.bss)
    *(COMMON)
    _ebss = .;
    . = ALIGN (8);
    _end = .;
} >sram
. = ALIGN(4);
_end_bss = .;
. = ALIGN(256);
_start_heap = .;
PROVIDE( __cs3_heap_start = _start_heap)

_end_stack = 0x10008000;

然后在中断向量表中设置_end_stack。

现在比较不同的 map 。在代码中不使用 malloc :

 *(COMMON)
            0x1000000c                _ebss = .
            0x10000010                . = ALIGN (0x8)
 *fill*     0x1000000c        0x4 00
            0x10000010                _end = .
            0x10000010                . = ALIGN (0x4)
            0x10000010                _end_bss = .
            0x10000100                . = ALIGN (0x100)
            0x10000100                _start_heap = .

在代码中使用 malloc 的内存映射:

*(COMMON)
COMMON      0x10000848        0x4 ...arm-none-eabi/lib/armv7-m/libc.a(lib_a-reent.o)
            0x10000848                errno
            0x1000084c                _ebss = .
            0x10000850                . = ALIGN (0x8)
*fill*      0x1000084c        0x4 00
            0x10000850                _end = .

.bss.__malloc_max_total_mem
            0x10000850        0x4
.bss.__malloc_max_total_mem
            0x10000850        0x4 ...arm-none-eabi/lib/armv7-m/libc.a(lib_a-mallocr.o)
            0x10000850                __malloc_max_total_mem

(...) It goes on (...)
            0x1000085c                __malloc_current_mallinfo
            0x10000884                . = ALIGN (0x4)
            0x10000884                _end_bss = .
            0x10000900                . = ALIGN (0x100)
            0x10000900                _start_heap = .

Answer 1

所以，经过大约 10 个小时的调试，我终于让它工作了。问题出在链接描述文件中。但是，我发布的不是bss部分，而是文本和数据部分。这是有效的脚本。

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_startup)

MEMORY
{
    rom (rx)  : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 512K
    ram (rwx) : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH =  32K
}

/* Define the top our stack at the end of SRAM */
_end_stack = 0x10008000;

EXTERN(__interrupt_vector_table);

SECTIONS
{
    .text :
    {
        /* Insert the interrupt vector table first */
        __interrupt_vector_table = .;
        *(.interrupt_vector_table)
        /* Startup assembly */
        *(.startup)
        /* Rest of the code (C) */
        *(.text) *(.text.*) *(.glue_7) *(.glue_7t)
        *(.vfp11_veneer)
        *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
        *(.rodata) *(.rodata.*)
        . = ALIGN(8);
        _end_text = .;
        _start_datai = .;
    } >rom

    .data :
    {
        _start_data = .;
        *(vtable)
        *(.data) *(.data.*)
        . = ALIGN (8);
        _end_data = .;
    } >ram AT >rom

    .data_init : { _end_datai = .; } >rom

    __exidx_start = .;
    .ARM.exidx : { *(.ARM.exidx* .gnu.linkonce.armexidx.*) } > rom
    __exidx_end = .;

    .bss :
    {
        _start_bss = .;
        *(.bss)
        *(COMMON)
    } >ram 

    . = ALIGN(4);
    _end_bss = .;
    . = ALIGN(256);

    _start_heap = .;
    PROVIDE( __cs3_heap_start = _start_heap);

    /* Linker wants .eh_frame section defined because of gcc 4.4.X bug,
     * just discard it here. */
    /DISCARD/ : { *(.eh_*) }
}

_end = .;
PROVIDE(end = .);

我还必须在我的初始化代码中添加一些变量初始化:

extern unsigned int _start_data;
extern unsigned int _end_data;
extern unsigned int _start_datai;
extern unsigned int _end_datai;

void init(void) {

    // (...) Other stuff

    // Initialize Global Variables
    uint32_t* data_begin  = (uint32_t*) &_start_data;
    uint32_t* data_end    = (uint32_t*) &_end_data;
    uint32_t* datai_begin = (uint32_t*) &_start_datai;
    uint32_t* datai_end   = (uint32_t*) &_end_datai;
    while(data_begin < data_end)
    {
        *data_begin = *datai_begin;
        data_begin++;
        datai_begin++;
    }

这两页很有帮助，尽管我仍然花了很多时间才理解发生了什么: http://fun-tech.se/stm32/linker/index.php和 http://e2e.ti.com/support/microcontrollers/stellaris_arm_cortex-m3_microcontroller/f/473/t/44452.aspx?pi23648=1

我希望这可能对其遇到与我遇到的相同问题的其他人有用。