MCU的FLASH与SRAM中存了什么？

目录

[1. 静态布局](#1. 静态布局)

[1.1 FLASH里存了什么？](#1.1 FLASH里存了什么？)

[1.1.1 中断向量表 (Vector Table)](#1.1.1 中断向量表 (Vector Table))

[1.1.2 代码段 (.text)](#1.1.2 代码段 (.text))

[1.1.3 只读数据段 (.rodata)](#1.1.3 只读数据段 (.rodata))

[1.1.4 读写数据段 (.rwdata)](#1.1.4 读写数据段 (.rwdata))

总结：

[1.2 SRAM里存了什么？](#1.2 SRAM里存了什么？)

[1.2.1 已初始化数据段 (.data)](#1.2.1 已初始化数据段 (.data))

[1.2.2 未初始化数据段 (.bss)](#1.2.2 未初始化数据段 (.bss))

[1.2.3 堆区 (Heap)](#1.2.3 堆区 (Heap))

[1.2.4 栈区 (Stack)](#1.2.4 栈区 (Stack))

总结：

[2. 时间维度上内存的变化过程](#2. 时间维度上内存的变化过程)

[2.1 硬件复位 - 读取向量表](#2.1 硬件复位 - 读取向量表)

[2.2 Reset_Handler 开始执行](#2.2 Reset_Handler 开始执行)

[2.3 .data 段初始化 - 从 FLASH 拷贝到 SRAM](#2.3 .data 段初始化 - 从 FLASH 拷贝到 SRAM)

[2.4 .bss 段清零](#2.4 .bss 段清零)

[2.5 进入 main() → RT-Thread 初始化](#2.5 进入 main() → RT-Thread 初始化)

[2.6 创建线程 → 调度器启动](#2.6 创建线程 → 调度器启动)

总结：

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1. 静态布局

图1.1-FLASH与SRAM内容总览

1.1 FLASH里存了什么？

• 向量表（MSP初始值 + Reset_Handler地址 + 中断处理函数地址）
• .text 段（所有函数的机器码）
• .rodata 段（const 常量、字符串）
• .rwdata段 （全局变量的初始值副本）

1.1.1 中断向量表 (Vector Table)

中断向量表是系统最先读取的地方，决定了程序从哪里开始执行。前两个最重要的字： 0x08000000: 初始 MSP 值（主栈指针）、 0x08000004: Reset_Handler 地址（复位后第一条指令的位置）。**后续是各种中断处理函数地址：**NMI_Handler, HardFault_Handler, SysTick_Handler, USART1_IRQHandler...

1.1.2 代码段 (.text)

代码段存的是所有函数编译后的机器指令，CPU 从这里取指令执行。

包含内容：

• 启动代码 (Reset_Handler, SystemInit)
• main() 函数及你写的所有函数
• RT-Thread 内核代码 (rt_thread_create, rt_schedule...)【ps:有用到RT-Thread的情况下】
• 库函数代码 (HAL_GPIO_WritePin, printf...)

1.1.3 只读数据段 (.rodata)

只读数据段存的是程序运行期间不会改变的数据。

典型内容：

• const char *msg = "Hello"; → 字符串 "Hello" 存这里
• const int table[] = {1,2,3}; → 常量数组
• switch-case 跳转表
• 浮点常量、查找表

1.1.4 读写数据段 (.rwdata)

读写数据段存的是已初始化全局变量的初始值，启动时会被拷贝到 SRAM。

为什么需要这个？

• int counter = 100; → 100 这个初始值存在 FLASH
• 因为 SRAM 掉电丢失，每次上电需要从 FLASH 恢复初始值
• 启动代码负责把这块数据拷贝到 SRAM 的 .data 段

总结：

FLASH 是"只读"的程序存储器，存放不变的东西：代码、常量、以及变量的初始值模板。CPU 执行代码时从 FLASH 取指令。

1.2 SRAM里存了什么？

• .data 段（已初始化全局变量，从 FLASH 拷贝来）
• .bss 段（未初始化全局变量，启动时清零）
• 堆（rt_malloc 动态分配区）
• 栈（局部变量、函数调用）

1.2.1 已初始化数据段 (.data)

.data段存的是有初始值的全局变量和静态变量，值从 FLASH 拷贝而来。

哪些变量在这里：

• int g_counter = 100; → 全局变量，初始值 100
• static int s_flag = 1; → 静态变量，初始值 1
• char g_name[] = "LED"; → 初始化的数组

**特点：**可读可写，程序运行时可以修改这些值

1.2.2 未初始化数据段 (.bss)

.bss段存的是未初始化或初始化为 0 的全局/静态变量，启动时被清零。

哪些变量在这里：

• int g_value; → 未初始化，默认 0
• static char buffer[256]; → 未初始化的数组
• int g_zero = 0; → 显式初始化为 0

**为什么单独分出来？**不需要在 FLASH 中存储初始值，节省 FLASH 空间

1.2.3 堆区 (Heap)

动态内存分配区域，如果使用了RT-Thread，则由 RT-Thread 内存管理器管理。裸机开发则在.s启动文件中进行配置堆区的空间大小。

谁使用堆：

• malloc()
• rt_malloc() / rt_free()
• rt_thread_create() → 分配 TCB + 线程栈
• rt_mq_create() → 消息队列缓冲区
• rt_sem_create() → 信号量控制块

RT-Thread 堆初始化：
rt_system_heap_init(heap_begin, heap_end);

1.2.4 栈区 (Stack)

函数调用的工作区：局部变量、返回地址、寄存器保存

主栈 (MSP) 用于：

• 启动代码执行 (Reset_Handler → main)
• 所有中断处理函数

线程栈 (PSP) 用于：

• 每个 RT-Thread 线程有独立的栈
• 线程的局部变量、函数调用链

栈上存什么：

• int local_var = 5; → 局部变量
• 函数参数、返回地址、保存的寄存器

总结：

SRAM 是"可读写"的运行时存储器，存放会变化的东西：全局变量、动态分配的内存、函数调用栈。掉电后内容全部丢失。

2. 时间维度上内存的变化过程

图2.1-时间维度上内存的变化过程

2.1 硬件复位 - 读取向量表

1. CPU 复位，所有寄存器清零
2. 硬件自动从 0x08000000 读取 4 字节 → 加载到 MSP
3. 硬件自动从 0x08000004 读取 4 字节 → 加载到 PC
4. CPU 开始从 PC 指向的地址取指令执行

2.2 Reset_Handler 开始执行

1. 调用 SystemInit() 配置时钟、Flash等待周期
2. 准备进行内存初始化
3. 此时还不能使用全局变量！（因为还没初始化）

2.3 .data 段初始化 - 从 FLASH 拷贝到 SRAM

1. 找到 FLASH 中 .data 初始值的位置
2. 找到 SRAM 中 .data 段的位置 (_sdata)
3. 逐字节拷贝，直到 _edata
4. 所有带初始值的全局变量现在有了正确的值

2.4 .bss 段清零

1. 找到 .bss 段的起始 (_sbss) 和结束 (_ebss)
2. 将整个区域填充为 0
3. 所有未初始化的全局变量现在是 0

2.5 进入 main() → RT-Thread 初始化

1. 调用 main()
2. RT-Thread 初始化内核
3. rt_system_heap_init() 初始化堆内存管理器
4. 现在可以使用 rt_malloc() 了

2.6 创建线程 → 调度器启动

1. rt_thread_create() 从堆中分配 TCB + 栈
2. 初始化线程栈帧
3. rt_thread_startup() 将线程加入就绪队列
4. rt_system_scheduler_start() 启动调度
5. 切换到 PSP，第一个线程开始运行

总结：

上电后：硬件设置 MSP/PC → 启动代码拷贝 .data → 清零 .bss → 初始化堆 → 创建线程 → 运行