# for C51

# 数据存储类型（data,idata,xdata,code）

参考： Keil > Help > uVision Help > Cx51 Compiler User’s Guide > Language Extensions > Memory Types

• data

  data 内存类型只能用于声明变量，不能声明函数。

  该内存使用 8 位地址直接寻址片上 RAM。

  优点是访问速度最快，缺点是数据量的大小受到限制（只有 128 字节或更少）。

• idata

  idata 内存类型只能用于声明变量，不能声明函数。

  该内存使用 8 位地址间接寻址片上 RAM。

  最大可访问 256 字节，其中低位上的数据空间地址和 data 的相应地址重叠，只是访问方式不同。

• bdata

  bdata 内存类型只能用于声明变量，不能声明函数。

  bdata 可使用 8 位地址直接访问，属于片上位可寻址 RAM。

  用 bdata 类型声明的变量是位可寻址的，可以使用位指令进行读写。

• pdata

  pdata 内存类型只能用于声明变量，不能声明函数。

  该内存使用 8 位地址间接寻址以 256 字节为一页的 扩展 RAM。

  pdata 在大小上是有限的（最大 256 字节）。

• xdata

  xdata 内存类型只能用于声明变量，不能声明函数。

  该内存使用 16 位地址间接寻址扩展 RAM。

  xdata 的容量限制为 64K 或更少。

• code

  code 内存类型可用于声明常量或函数。

  该存储器使用 16 位地址进行片上或外部扩展访问。

  code 内存限制为 64K。

  • 对于常量 (ROM 变量)。对象限制为 64K，并且不能跨越 64K 边界。代码声明的常量变量位于 code 内存类中。

  • 对于程序代码 (函数)。程序函数默认存储在 code 内存类中。代码内存类型说明符不是必需的。

# const 和 code 的修饰使用

参考： Keil > Help > uVision Help > Cx51 Compiler User’s Guide > Language Extensions > Type Qualifiers > const

const：const 关键字所修饰的变量（注意是变量而非常量），是用来表明该变量的操作行为为只读处理，表示其值在程序执行期间不可改变（即程序员向编译器承诺这个变量不会修改），但你说它只读不可修改，用指针指向该变量然后访问修改，它却又可以修改，所以一般严谨的来说它是直接访问不可修改。前面也说了，const 修饰后的并非常量，因此在 C51 中存储在 RAM 上，至于在哪个存储区域 data? idata? xdata? 跟你所指定的分配或基于内存模型配置进行隐式的分配有关。

code：code 用于声明存储在只读存储器中。code 关键字通常与函数或程序的定义一起使用，也可以用来修饰常量，限制其只能存储在 ROM 中，从而节省了宝贵的 RAM 资源。

总结：

1. const 声明的对象被 Keil C51 存放在数据区 RAM 中 （可以为 data、idatd、xdata，具体看分配）；
2. 要想将变量存放到代码区 ROM 中以节省 RAM 资源，需更换为 code 关键字去声明对象；
3. 虽然可以使用指针访问并修改 const 声明的对象，但最好不要这么做，因为 Keil C51 不一定会如程序员预想那样处理代码；
4. 无论是 const 还是 code 修饰的对象，都具有不可修改的特性，最大的区别可能是一个存放在数据区一个存放在代码区，因此在使用这些修饰符时，需要根据实际需求选择合适的修饰符。

# printf 输出打印

在 C51 上，printf 的转换说明符跟常用的是有区别的，如果配置不当，那么打印输出的结果是错乱的（eg：char 使用 '% d' 转换）；既然不一样，那么对应的数据类型是分别使用哪些转换说明符呢？

参考： Keil > Help > uVision Help > Cx51 Compiler User’s Guide > Library Reference > Reference > printf

#include <stdio.h>

void tst_printf (void) {

  char a = 1;

  int b  = 12365;

  long c = 0x7FFFFFFF;

  unsigned char x = 'A';

  unsigned int y  = 54321;

  unsigned long z = 0x4A6F6E00;

  float f = 10.0;

  float g = 22.95;

  char buf [] = "Test String";

  char *p = buf;

  printf ("char %bd int %d long %ld\n",a,b,c);

  printf ("Uchar %bu Uint %u Ulong %lu\n",x,y,z);

  printf ("xchar %bx xint %x xlong %lx\n",x,y,z);

  printf ("String %s is at address %p\n",buf,p);

  printf ("%f != %g\n", f, g);

  printf ("%*f != %*g\n", (int)8, f, (int)8, g);

}

# 内存池

在 C51 中，malloc 等内存管理函数并不能像在 PC 上一样直接调用，这涉及到了内存池的概念。

要想使用内存管理操作，这里需要 3 个步骤：

1. 声明一个合适的存储空间；
2. 利用 init_mempool() 初始化内存池；
3. 调用相关的内存管理 API。

参考： Keil > Help > uVision Help > Cx51 Compiler User’s Guide > Library Reference > Reference > init_mempool

eg：

#include <stdlib.h>

static char xdata mempool[512];

void tst_init_mempool (void) {

  int i;

  char xdata *str;

  init_mempool (&mempool, sizeof(mempool));   // 初始化内存池

  str = malloc (100);   // 申请内存

  for (i = 0; i < 26; i++)

    str[i] = 'A' + i;

  str[i] = '\0';

  printf("%s\n", str);

  free (str);   // 释放内存

}

# for MDK

# 设置 noinit

设置 noinit 的 ram 区域有什么用？

对于 noinit 的 ram，等同于不断电的 EEPROM，可以在非上电复位后，依然保存该值，你可能会说，不是有备用域寄存器吗，但是你是否想到这样操作起来会比较麻烦，需要配置相应的操作寄存器；而对于直接把 ram noinit，那么可以跟以前一样直接读写数据，也不怕非上电复位导致数据清零；常见的例子有 bootloader 带参数信息跳转、强制复位前的信息保留等。

ARM: Uninialized Variables Get Initialized

1、AC5 编译器

可以在分散文件中定义 UNINIT 的分区段：

LR_IROM1 0x08000000 0x00080000  { ; load region size_region

  ER_IROM1 0x08000000 0x00080000  { ; load address = execution address

   *.o (RESET, +First)

   *(InRoot$$Sections)

   .ANY (+RO)

  }

  RW_IRAM1 0x20000000 UNINIT 0x00000100  { ;no init section

        *(NO_INIT)

   }

  RW_IRAM2 0x20000100 0x0000FFF0  { ;all other rw data

        .ANY(+RW +ZI)

  }

}

然后再在 c 代码上面调用指定：

unsigned char  value[256] __attribute__((section("NO_INIT"), zero_init));

2、AC6 编译器

也可以像下面这样利用 Target 配置指定地址：

3、区别

如果使用分散表来设置，那么 AC5 跟 AC6 调用是有不同的：

// Arm Compiler 5

unsigned long NI_longVar __attribute__( ( section( "NoInit"),zero_init) ) ;

// Arm Compiler 6

unsigned long NI_longVar __attribute__( ( section( ".bss.NoInit")) ) ;

而如果是直接指定内存地址：

// Arm Compiler 5

static uint32_t BootFlag __attribute__((section(".ARM.__at_0x2001FFFC")));

// Arm Compiler 6

static uint32_t BootFlag __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0x2001FFFC")));

这种方法需要在分散表中定义 UNINIT 或在 Target 配置上勾选 NoInit 。

# 半主机模式

在嵌入式开发中，少不了 printf 等 C 库函数操作，一般来说，这些都是标准库上的操作，然在资源紧凑的单片机中，能不引入完整的 C 标准库就尽量不引入；而 keil 中，提供紧凑型的 C 库，称之为 MicroLIB ，因此我们在建项目的时候都会在：工程属性的 “Target “ -> ” Code Generation “ 中勾选 ” Use MicroLIB “ 选项，这样避免在以后中使用了 printf、sprintf 等函数而出现异常，同时由于 MicroLIB 库是由官方亲自进行裁剪过，所以相对于 C 标准库编译出来的大小会小很多。

虽说可以使用 MicroLIB 库，但由于裁剪的问题，注定它无法实现一些比较高级的功能，或者无法重定义该 I/O 功能，所以在某些时候，必须使用 C 标准库，那么在 keil 中如何实现，这就是下文要讨论的了。

在应用程序代码中经常使用标准 I/O 库函数，如 printf ()、scanf () 或 fgetc () 来执行输入 / 输出操作。 这些函数在标准 ARM 编译器 c 运行时库中的结构是：

这样一来，要重新定位输入 / 输出，您可以：

• 避免高级库函数。
• 重新定义底层库函数。
• 重新定义系统 I/O 功能。

而对于重新定义低级库函数还是系统 I/O 函数是更好的解决方案，这取决于您的用例。例如，UART 每次只写一个字符，而默认的 fputc () 使用缓冲，因此重新定义不带缓冲区的函数可能适合 UART。但是，在可能进行缓冲区操作的地方，重新定义系统 I/O 函数可能更合适。

半主机：Semihosting 是一种机制，通过调试器使 ARM 目标上运行的代码能够与主机上的输入 / 输出设施通信进行交互。当目标板脱离调试器单独运行时，则需要退出半主机模式，否则使得设备运行时会进入软件中断 BAEB 处。

为了能让目标板在单独运行时进行输入 / 输出，而不进入软件中断 BAEB 处。因此在 keil 中，可以使用如下操作禁止进入半主机模式：

• In C source code：

  	#if __ARMCC_VERSION >= 6000000
  	//https://developer.arm.com/documentation/100073/0622/The-Arm-C-and-C---Libraries/Support-for-building-an-application-with-the-C-library/Indirect-semihosting-C-library-function-dependencies
  	__asm(".global __use_no_semihosting");
  	#elif __ARMCC_VERSION >= 5000000
  	// https://developer.arm.com/documentation/dui0475/m/the-arm-c-and-c---libraries/support-for-building-an-application-with-the-c-library/indirect-semihosting-c-library-function-dependencies?lang=en
  	#pragma import(__use_no_semihosting)
  	#else
  	#error Unsupported compiler
  	#endif

• In armasm assembly language source code：

  IMPORT __use_no_semihosting
  

在禁用半主机模式后，对于标准 C 库一般会重定义实现以下 Dependencies on low-level functions 函数：

struct __FILE

{

    int handle; /* Add whatever you need here */

};

/* 

 * Re-implementing the printf family. 

 * The printf family consists of _printf(), printf(), _fprintf(), fprintf(), vprintf(), and vfprintf().

 */

// https://www.keil.com/support/man/docs/armlib/armlib_chr1358938930943.htm

FILE __stdout;

int ferror(FILE *f)

{

    /* Your implementation of ferror */

    return EOF;

}

int fputc(int ch, FILE *f)

{

}

/* 

 * Re-implementing the scanf family. 

 * The scanf() family consists of scanf() and fscanf().

 */

// https://www.keil.com/support/man/docs/armlib/armlib_chr1358938931161.htm

FILE __stdin;

int __backspace(FILE *f) { return 0; }

// https://www.keil.com/support/man/docs/armlib/armlib_chr1358938931957.htm

int fgetc(FILE *f)

{

}

void _ttywrch(int ch)

{

    printf("%c", ch);

    (void)ch;

}

// https://www.keil.com/support/man/docs/armlib/armlib_chr1359122862227.htm

void _sys_exit(int x)

{

    (void)x;

    while (1)

        ; /* endless loop */

}

// https://www.keil.com/support/man/docs/armlib/armlib_chr1359122859512.htm

附：

Indirect Semihosting 依赖函数表：

Direct Semihosting 依赖函数表：

参考：

AC5：https://developer.arm.com/documentation/dui0475/m

AC6：https://developer.arm.com/documentation/100073/0622