有趣的keil MDK细节

雨点打透心脏的1/2处 2022-06-10 14:15 155阅读 0赞

1.MDK中的char类型的取值范围是？

在MDK中，默认情况下，char 类型的数据项是无符号的，所以它的取值范围是0～255。它们可以显式地声明为signed char 或 unsigned。因此，定义有符号char类型变量，必须用signed显式声明。我曾读过一本书，其中有一句话：“signed关键字也是很宽宏大量，你也可以完全当它不存在，在缺省状态下，编译器默认数据位signed类型”，这句话便是有异议的，我们应该对自己所用的CPU构架以及编译器熟练掌握。

2.赋初值的全局变量和静态变量，初值被放在什么地方？

unsigned int g_unRunFlag=0xA5；
    static unsigned int s_unCountFlag=0x5A；

这两行代码中，全局变量和静态变量在定义时被赋了初值，MDK编译环境下，你知道这个初值保存在那里吗？

对于在程序中赋初值的全局变量和静态变量，程序编译后，MDK将这些初值放到Flash中，紧靠在可执行代码的后面。在程序进入main函数前，会运行一段库代码，将这部分数据拷贝至相应RAM位置。若是你不小心将这些位置的数据擦除掉，嘿嘿...反正我是碰到了。

PS：后来看ARM的链接器，才知道ARM映象文件各组成部分在存储系统中的地址有两种：一种是在映象文件位于存储器中时（也就是该映象文件开始运行之前，通俗的说就是下载到Flash中的二进制代码）的地址，称为加载地址；一种是在映象文件运行时（通俗的说就是给板子上电，开始运行Flash中的程序了）的地址，称为运行时地址。赋初值的全局变量和静态变量在程序还没运行的时候，初值是被放在Flash中的，这个时候他们的地址称为加载地址，当程序运行后，这些初值会从Flash中拷贝到RAM中，这时候就是运行时地址了。

3.最新的keil MDK（V4.54）在编辑界面中已经可以支持中文编码了，所以可以在编辑器中直接输入汉字和中文标点符号，再也不会显示乱码或者不显示了。虽然乱写汉字和中文标点在编译时依然会报错，但好歹能显示，也从侧面说明中国市场的崛起。开启方法见[http://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/7741928][http_blog.csdn.net_zhzht19861011_article_details_7741928] 不再贴了。

我还清楚的记得自己在大学刚开始用Keil C51那会，一次不小心在一行代码后面用了个中文分号，在当时这个中文分号是不被显示的，然后编译，编译器报错，我双击报错信息定位到报错的代码行，却怎么也检查不出来错误来，当时着急的心情现在想想还很好笑的，那个时候只能将错误代码行用双斜杠注释掉，才能看到那个中文分号。但从V4.54之后，就应该再不会遇到我当时的情况了。

4.不知道从什么版本开始,keil MDK的标题栏可以显示工程路径了,我是从V4.10直接升级到V4.54,V4.10的标题栏还是下图的这个样子:

![1342414825_3208.jpg][]

如果你同一个工程有多个备份,你有同时打开了多个备份工程,要想识别出那个工程是那个备份,可是件不容易的事情,还好,keil更新较快.

5.这一条真伪未知,因为我搜索了很久都没有查证.

在一个论坛上看到的,Keil原来是一个人名,住在德国,最初的keil C51编译器就是他开发的.为人低调,话不多,但超级认真.当然,也超级厉害.

6.Stack分配到RAM的哪个地方?

keil MDK中，我们只需要定义各个模式下的堆栈大小，编译器会自动在RAM的空闲区域选择一块合适的地方来分配给我们定义的堆栈，这个地方位于RAM的那个地方呢？通过查看编译列表文件，原来MDK将堆栈放到程序使用到的RAM空间的后面，比如你的RAM空间从0x4000 0000开始，你的程序用掉了0x200字节RAM，那么堆栈空间就从0x4000 0200处开始。具体的RAM分配，其实你可以从编译后生成的列表文件“工程名.map”文件中查看。

7.有多少RAM会被初始化？

大家可能都已经知道，在进入main（）函数之前，MDK会把未初始化的RAM给清零的（在程序中自己定义变量初值的见第二条），但MDK会不会把所有RAM都初始化呢？答案是否定的，MDK只是把你的程序用到的RAM以及堆栈RAM给初始化，其它RAM的内容是不管的。如果你要使用绝对地址访问MDK未初始化的RAM，那就要小心翼翼的了，因为这些RAM的内容很可能是随机的，每次上电都不同。至少，NXP的LPC2000系列就是这样。

8.还是一个新版本的变化,还是关于版本V4.10和V4.54

V4.10版本,只要你重新打开工程,点击"Build target files"(就这个图标:![1343010630_9169.png][]),编译器就会将所有文件都编译一次,不管你的文件在这之前有没改动.但V4.54就不一样了,再次打开文件,点击"Build target files"它会只编译改过的文件的.早该这么做了,每次打开工程都要编译个十几秒钟,着实等的难受.

9.好个一丝不苟的编译器

这是个十分奇葩的问题，碰巧被我遇到了，我承认是我代码写的不够规范，但正是这个不规范的代码，才得以发现这个奇葩的事件。实在忍不住用了两个奇葩来形容。把过程简化一下，如下所述：

假如你的工程至少有两个.c文件，其中一个为timer.c，里面有个定时器中断程序，每10ms中断一次，定义一个变量来统计定时器中断次数：

unsigned int unIdleCount；

还有一个timer.h文件，里面是一些timer.c模块的封装，其中变量unIdleCount就被封装在里面：

extern unsigned int unIdleCount；

在main.c函数中，包含timer.h文件，并利用定时器变量 unIdleCount来精确延时2秒，代码如下：

unIdleCount=0;
        
    while(unIdleCount!=200);   //延时2S钟

keil MDK V5.54下编译，默认优化级别，编译后下载到硬件平台。你会发现，代码在

while(unIdleCount!=200);

处陷入了死循环。反汇编，代码如下：

122:     unIdleCount=0; 
       123:      
    0x00002E10  E59F11D4  LDR       R1,[PC,#0x01D4]
    0x00002E14  E3A05000  MOV       R5,#key1(0x00000000)
    0x00002E18  E1A00005  MOV       R0,R5
    0x00002E1C  E5815000  STR       R5,[R1]
       124:     while(unIdleCount!=200);   //延时2S钟 
       125:      
    0x00002E20  E35000C8  CMP       R0,#0x000000C8
    0x00002E24  1AFFFFFD  BNE       0x00002E20

重点看最后两句汇编代码，寄存器R0是当前变量unIdleCount的值，汇编指令CMP为比较指令，如果R0中的内容与0xC8不等，则循环。但是这里并没有更新寄存器R0的代码，也就是说变量 unIdleCount的值虽然在变化，但跟0xC8 一直 比较的却是内容不变的R0。因为之前变量unIdleCount被清零，所以R0的内容也是0，永远不等于0xC8，永远不会跳出循环。

看到这里，也许你已经笑翻了：你这个小白，这很明显是没用volatile修饰变量unIdleCount造成的！！！不错，比起从RAM中读写数据，ARM或其它硬件从寄存器读取数据要快的多的多的多...因此编译器会“自作主张”的将某些变量读到寄存器中，再次运算时也优先从寄存器中读取，上面的例子就是这样。解决这样的方法是用关键字volatile修饰你不想让编译器优化的变量，明白的告诉编译器：你不准优化我，每次使用我你都要本本分分的从RAM中读取或写入RAM。

所以先不要笑，我是不会犯这种错误的，之所以从这里说起，是为了照顾下还不知道volatile关键字的。。。

其实在timer.c中我是这样定义统计定时器中断次数变量的：

unsigned int volatile unIdleCount；

但是，在timer.h中，我确偷了个懒，声明这个变量的代码如下：

extern unsigned int unIdleCount；

没有使用关键字volatile，在 keil MDK V5.54下编译，默认优化级别，然后查看代码的反汇编，如下所示：

可以看出，这个反汇编代码居然和没加volatile关键字的时候一模一样！！代码还是会在while出陷入死循环。

现在，应该知道我要表达的意思了吧，如果引用的变量声明中没有使用volatile关键字修饰，即便定义这个变量的时候使用了volatile关键字修饰，MDK编译器照样优化掉它！

将timer.h中的声明更改为：

extern unsigned int volatile unIdleCount；

同样环境下编译，查看反汇编代码，如下所示：

122:     unIdleCount=0; 
       123:      
    0x00002E10  E59F01D4  LDR       R0,[PC,#0x01D4]
    0x00002E14  E3A05000  MOV       R5,#key1(0x00000000)
    0x00002E18  E5805000  STR       R5,[R0]
       124:     while(unIdleCount!=200);   //延时2S钟 
       125:      
    0x00002E1C  E5901000  LDR       R1,[R0]
    0x00002E20  E35100C8  CMP       R1,#0x000000C8
    0x00002E24  1AFFFFFC  BNE       0x00002E1C

看最后三句汇编代码，发现多了一个载入汇编指令LDR，这个指令在每次循环中都将变量unIdleCount从RAM中读出到寄存器R1中，然后R1的值再和0xC8比较。这才是符合逻辑的需要的代码。

其实如果好好看看编译原理的书,是不会犯这么低级的错误的,编译器是分文件编译,然后链接,文件A使用了文件B中定义的变量,在编译的时候,文件A是完全不知道文件B里面有什么东西的,只能通过文件B的接口文件(.h文件)来获得使用变量的属性.

以这个为例子，着重说明下关键字volatile，同时也要掌握编译原理的知识,用好手中的工具.

10.关于float类型

在keil中,在不选择"Optimize for time"编译选项时,局部float变量占用8个字节(编译器默认自动扩展成double类型),如果你从Flash中读取一个float类型常量并放在局部float型变量中时,有可能发生意想不到的错误:Cortex-M3中可能会出现硬fault.因为字节对齐问题.

但有趣的是,一旦你使用"Optimize for time"编译选项,局部float变量只会占用4个字节.

11.默认情况下,从按下复位到执行你编写的C代码main函数,keil mdk做了些什么?

硬件复位后,第一步是执行复位处理程序,这个程序的入口在启动代码里(默认),摘录一段cortex-m3的复位处理入口代码:

Reset_Handler   PROC		;PROC等同于FUNCTION,表示一个函数的开始,与ENDP相对?
                    EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
    		IMPORT  SystemInit
                    IMPORT  __main
    		LDR     R0, =SystemInit
                    BLX     R0
                    LDR     R0, =__main
                    BX      R0
                    ENDP

这里SystemInit函数是我自己用C代码写的硬件底层时钟初始化代码,这个可不算是keil mdk给代劳的.初始化堆栈指针、执行完用户定义的底层初始化代码后,发现接下来的代码是调用了\_\_main函数,这里之所以有\_\_main函数，是因为在C代码中定义了main函数， 函数标签  `main()`  具有特殊含 义。 `main()` 函数的存在强制链接器链接到  `__main`  和  `__rt_entry`  中的初始化代码。

其中，\_\_main函数执行代码和数据复制、解压缩以及 ZI 数据的零初始化。解释一下，C代码中，已经赋值的全局变量被放在RW属性的输入节中，这些变量的初值被keil mdk压缩后放到ROM或Flash中（RO属性输入节）。什么是赋值的全局变量呢？如果你在代码中这样定义一个全局变量：int nTimerCount=20；变量nTimerCount就是已经赋值的变量，如果是这样定义：int nTimerCount；变量nTimerCount就是一个非赋值的变量，keil默认将它放到属性为ZI的输入节。为什么要压缩呢？这是因为如果赋值变量较多，会占用较多的Flash存储空间，keil 默认用自己的压缩算法。这个“解压缩”就是将存放在RO输入区（一般为ROM或Flash）的变量初值，按照一定算法解压缩后，拷贝到相应RAM区。ZI数据清零是指将ZI区的变量所在的RAM区清零。使用 `UNINIT` 属性对执行区进行标记可避免 `__main` 对该区域中的 ZI 数据进行零初始化。这句话很重要，比如我有一些变量，保存一些重要信息，不希望复位后就被清零，这时就可以用分散加载文件定义一块UNINIT属性的区，将不希望零初始化的变量定义到这个区即可。

12.关于新版本V4.70

期盼已久的功能终于在V4.7实现了！！IDE升级到了µVision V4.70.00 ，增加了代码和参数自动补全以及动态语法检验,增加了两个性能分析命令。J-LINK驱动更新到V4.62，编译器版本更新到5.03.其中我是最喜欢的是代码和参数自动补全以及动态语法检验。刚回答了一个百度知道提问，提问者问到V4.70a为什么不能自动代码和参数补全，这里也说一下，这并不是4.70a的问题,4.70a相对于4.70只是修正了"linking in MDK-ARM user guides"问题,使能自动补全的功能要设置一下:点击Edit-Configuration...,在打开的对话框中选中Text Completion标签栏,在此页面中选中symbols after复选框即可完全开启(安装后默认并没有选中这个框).补充，你的系统至少要有vc++2010运行库，才能看到这个设置。

另外V4.70自带的动态语法校验我也非常喜欢,在输入的时候就可以检查出我输入的变量名称,标点,函数名等等对不对了.推荐升级测试一下。

[http_blog.csdn.net_zhzht19861011_article_details_7741928]: http://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/7741928
[1342414825_3208.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/16/1342414825_3208.jpg
[1343010630_9169.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/23/1343010630_9169.png