参考
- 运行时访问
__initial_sp和__heap_base
无RTOS时的情况
在以上配置的情况下，生成工程。在工程的startup.s文件中，由如下代码：
Stack_Size EQU 0x400
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__Stack_top ; 自己添加
Stack_Mem SPACE Stack_Size
__initial_sp
IF :DEF:__MICROLIB
EXPORT __initial_sp
EXPORT __heap_base
EXPORT __heap_limit
EXPORT __Stack_top ; 自己添加
ELSE
IMPORT __use_two_region_memory
EXPORT __user_initial_stackheap
__user_initial_stackheap
LDR R0, = Heap_Mem
LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)
LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
LDR R3, = Stack_Mem
BX LR
ALIGN
ENDIF
通过以上代码可以看出，需要使能MicroLib才会默认导出__initial_sp,__Stack_top,__heap_base,__heap_limit这几个变量。（如果不使能MicroLib，则需要在上面代码的ELSE下面也添加EXPORT语句将这几个变量导出）。
然后在main.c中添加如下代码，查看以上这些变量的值：
extern uint32_t __heap_base, __heap_limit;
extern uint32_t __Stack_top, __initial_sp;
extern uint32_t __Vectors, __Vectors_End, __Vectors_Size;
while (1)
{
// 0x200013A8 ~ 0x200015A8 size:0x200 RAM
printf("heapS[0x%08x], heapE[0x%08x]\r\n", (uint32_t)&__heap_base, (uint32_t)&__heap_limit);
// 0x200019A8 ~ 0x200015A8 size:0x400 RAM
printf("stackS[0x%08x], stackE[0x%08x]\r\n", (uint32_t)&__initial_sp, (uint32_t)&__Stack_top);
// 0x08000000 ~ 0x080000EC ROM
printf("VectS[0x%08x], VectE[0x%08x], VectSize[0x%x]\r\n\r\n", (uint32_t)&__Vectors, (uint32_t)&__Vectors_End, (uint32_t)&__Vectors_Size);
}
从上可以看到，__Stack_top和__heap_limit是一样的，说明这里分配的堆和栈是紧邻的。而且地址刚好也和我们在cubeMx中定义的一致。堆和栈是在RAM中，而中断向量表是在Flash中。
添加FreeRTOS
从以上三张图中，可以发现，我们给FreeRTOS总共分配了3072(0xC00) Bytes HEAP空间。而我们定义了一个defaultTask并分配了256 * 4 = 1024 Bytes，但是在最后的FreeRTOS Heap Usage页面看到，defaultTask实际使用了1144 Bytes，剩余3072 - 1144 = 1928 Bytes。（除了defaultTask多使用的1144 - 1024 = 120 Bytes（用于任务控制块TCB）外，其余都是可以对上的。）
生成工程后，我们还是将之前的那些堆栈指针地址打印出来，看一下MCU是如何进行地址分配的。只是这里还需要添加FreeRTOS中的堆栈信息了。首先通过追踪configTOTAL_HEAP_SIZE可以发现，堆空间定义为了一个数组：
static uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ];
uint8_t* osHeapPoint = ucHeap; // 由于以上变量是 static 类型，所有这里再定义一个指针指向这个 Heap 地址，以便在外部访问它；
然后我们就可以在defaultTask任务里面添加输出以上变量地址的代码了：
extern uint32_t __heap_base, __heap_limit;
extern uint32_t __Stack_top, __initial_sp;
extern uint32_t __Vectors, __Vectors_End, __Vectors_Size;
extern uint8_t* osHeapPoint;
extern uint32_t local_addr1, local_addr2;
void* os_mal_buf = malloc(50);
uint32_t tast_local_val = 1;
for(;;) {
// 0x20002D10 ~ 0x20002F10 size:0x200 RAM
printf("HeapS[0x%08x], HeapE[0x%08x]\r\n", (uint32_t)&__heap_base, (uint32_t)&__heap_limit);
// 0x20003310 ~ 0x20002F10 size:0x400 RAM
printf("StackS[0x%08x], StackE[0x%08x]\r\n", (uint32_t)&__initial_sp, (uint32_t)&__Stack_top); //
// 0x08000000 ~ 0x080000EC ROM
printf("VectS[0x%08x], VectE[0x%08x], VectSize[0x%x]\r\n", (uint32_t)&__Vectors, (uint32_t)&__Vectors_End, (uint32_t)&__Vectors_Size); // 中断向量表
// 0x20002110 size: 3072 Bytes(0xC00)
printf("OsHeapPoint[0x%08x]\r\n", (uint32_t)osHeapPoint); // freeRTOS中定义的HEAP数组
// 0x20002D18
printf("Os_mal_buf[0x%08x]\r\n", (uint32_t)os_mal_buf);
// 0x20002504
printf("&Os_mal_buf[0x%08x]\r\n", (uint32_t)&os_mal_buf);
// 0x20002508
printf((char*)buf, "&tast_local_val[0x%08x]\r\n\r\n", (uint32_t)&tast_local_val); // 在freeRTOS任务中定义的局部变量
// 0x20000008, 0x2000000C
printf("&global_var1[0x%08x], &global_var2[0x%08x]\r\n", (uint32_t)&global_var1, (uint32_t)&global_var2); // 函数外部定义的全局变量
// 0x20003304, 0x20003308
printf("local_addr1[0x%08x], local_addr2[0x%08x]\r\n\r\n", local_addr1, local_addr2); // 这两个全局变量保存了在freeRTOS初始化前，在main()函数中定义的两个局部变量的地址
}
根据以上输出总结如下：
- 从
local_addr的地址(靠近__initial_sp)可以看出，栈空间的地址值是向下增长的，即栈顶(__initial_sp = 0x20003310)在高地址； - 从全局变量的地址可以看出，全局变量是默认分配在
RAM的起始地址； - 在
freeRTOS任务中定义的局部变量(&tast_local_val = 0x20002508)存储在定义freeRTOS时定义的HEAP里(0x20002110~0x20002D10)； - 再看一下
&tast_local_val = 0x20002508这个数据，发现0x20002508大概等于0x20002110 + 256*4 = 0x20002510。这就再次说明，freeRTOS定义任务时，是从配置好的HEAP地址初始空间的开始部分给新任务分配Task stack的，而在任务中使用这个task stack时，还是符合栈的使用规范（即从高地址开始分配）； - 从
s_mal_buf = 0x20002D18可以知道，即使在freeRTOS任务中动态分配，也是在任务之外的堆中分配空间。
疑问
- 通过以上总结，发现在
freeRTOS任务中定义局部变量和在freeRTOS任务之外定义局部变量，他们分配的地址空间是不一样的。那么，如果有以下函数：
void addr_test(void)
{
uint32_t loc_var = 1;
printf("&loc_var = 0x%08x\r\n", (uint32_t)&loc_var);
}
我分别在freeRTOS初始化之前调用，以及在freeRTOS的任务中调用，其输出会是什么呢？
经过验证，在freeRTOS初始化之前调用，输出的地址范围在0x20002F10 - 0x20003310之间；而在freeRTOS的任务中调用，输出的地址范围在0x20002110 - 0x20002D10之间。
