STM32 内存分布探究

本人在运行ucos时遇到一个非常奇怪的问题，运行一段时间后就会莫名进入hardfault函数，导致系统死机。后来根据对堆栈调试，发现每次调用的函数都不一样，甚是费解。通过map文件最后得出结论，原来在系统初始化的时候在flash里面读出了系统配置参数，在系统运行过程中会写flash，而flash定义的地址与程序代码存储的位置发生了重叠，一写数据就擦掉了一些函数，当调用到这些函数的时候就会发生未知指令的错误。把这个参数存储地址定义的分开些就会解决这个问题。可是，开始这个地址写好了，随着程序代码不断增多，消耗的片上flash也会增大，是个动态增长的过程，不注意很有可能发生冲突。所以在项目开发过程中定期检查定义的参数存储地址，或者干脆把参数存储地址定义在程序地址之前。

今天详细了解一下编译后的STM32工程，堆栈内存分布情况，有助于对堆栈大小分配的理解。打开一个基于STM32f103RET6的工程，具有512KB内置flash，以及64KBSRAM，通过map文件可以看出：

名称

位置

地址

备注

RESET复位向量

Flash

0x08000000

上电执行的第一条代码

库函数代码段

Flash

0x08000144

在程序中调用的库函数，例如字符串处理函数、内存分配函数等

用户自定义函数代码段

Flash

0x08001110

工程模板函数库、用户自定义函数编译后的代码，以函数名首字母排序

.constdata

Flash

0x0800d07c-0x0800d680

用户定义的常量

剩余空间

Flash

名称

位置

地址

备注

.data

SRAM

0x20000000

数据段，以及初始化的全局变量

.bss

SRAM

0x20000268

未初始化的全局变量

HEAP（堆）

SRAM

0x200033e8

启动文件定义的堆空间开始，程序调用malloc自由分配的内存在堆上

STACK（栈）

SRAM

0x200073e8

启动文件定义的栈空间开始，各个函数中的局部变量空间分配到栈上

剩余空间

SRAM

例如在这个工程中，flash自定义参数存储地址，不要定义在0x0800d680之前。

另外，还可以看出在SRAM里，分配存储的是全局变量区，未初始化变量区，堆以及栈。要注意的是，如果堆和栈定义的过小，程序默认定义都不大，一旦使用了一个较大的局部变量，有可能造成栈空间溢出，覆盖掉堆空间甚至上面的全局变量区，造成系统出错的问题。例如在做IAP的过程中，每当向flash写入512个字节时，由于大容量STM32片上flash块大小为2K，写之前要先读出，调用写函数的时候就自动创建一个2K大小的局部变量，由于栈是向上增长的，自然会覆盖堆以及全局变量区，造成未知的错误。根据片上SRAM的资源，将堆和栈适当调大一些为好，比如各设置为4K大小。