AVR 单片机与GCC 编程之存储器操作

存储器操作

#include
头文件声明了avr-libc 提供的操作EEPROM存储器的API 函数。
这些函数有：
EEPROM_is_ready() //EEPROM忙检测（返回EEWE 位）
EEPROM_busy_wait() //查询等待EEPROM准备就绪
uint8_tEEPROM_read_byte (const uint8_t *addr) //从指定地址读一字节
uint16_tEEPROM_read_word (const uint16_t *addr) //从指定地址一字
voidEEPROM_read_block (void *buf, const void *addr, size_t n) //读块
voidEEPROM_write_byte (uint8_t *addr, uint8_t val) //写一字节至指定地址
voidEEPROM_write_word (uint16_t *addr, uint16_t val) //写一字到指定地址
voidEEPROM_write_block (const void *buf, void *addr, size_t n)//写块

在程序中对EEPROM操作有两种方式

方式一：直接指定EERPOM 地址
示例：
/*此程序将0xaa 写入到EEPROM存储器0 地址处，
再从0 地址处读一字节赋给RAM 变量val */
#include
#include
int main(void)
{
unsigned char val;
EEPROM_busy_wait(); //等待EEPROM读写就绪
EEPROM_write_byte(0,0xaa); //将0xaa 写入到EEPORM 0 地址处
EEPROM_busy_wait();
val=EEPROM_read_byte(0); //从EEPROM0 地址处读取一字节赋给RAM 变量val
while(1);
}

方式二：先定义EEPROM区变量法
示例：
#include
#include
unsigned char val1 __attribute__((section(".EEPROM")));//EEPROM变量定义方式
int main(void)
{
unsigned char val2;
EEPROM_busy_wait();
EEPROM_write_byte (&val1, 0xAA); /* 写 val1 */
EEPROM_busy_wait();
val2 =EEPROM_read_byte(&val1); /* 读 val1 */
while(1);
}
在这种方式下变量在EEPROM存储器内的具体地址由编译器自动分配。相对方式一，数据在EEPROM中的具体位置是不透明的。
为EEPROM变量赋的初始值，编译时被分配到.EEPROM段中,可用avr-objcopy 工具从.elf文件中提取并产生ihex 或binary 等格式的文件。

2.6 avr-gcc 段(section)与再定位(relocation)

粗略的讲,一个段代表一无缝隙的数据块（地址范围）,一个段里存储的数据都为同一性质,如“只读”数据。as (汇编器)在编译局部程序时总假设从0 地址开始,并生成目标文件。最后ld（链接器）在连接多个目标文件时为每一个段分配运行时（run-time）统一地址。这虽然是个简单的解释，却足以说明我门为为什么用段.

ld 将这些数据块正确移动到它们运行时的地址。 此过程非常严格,数据的内部顺序与长度均不能发生变化.这样的数据单元叫做段，为段分配运行时地址叫再定位，此任务根据目标文件内的参考地址将段数据调整到运行时地址。

Avr-gcc 中汇编器生成的目标文件（object-file）至少包含四个段，分别为: .text 段、.data段 、 .bss 段和.EEPROM段，它们包括了程序存储器（FLASH）代码，内部RAM 数据，和EEPROM存储器内的数据。这些段的大小决定了程序存储器（FLASH）、数据存储器（RAM）、EEPROM存储器的使用量，关系如下：

程序存储器（FLASH）使用量 = .text + .data
数据存储器（RAM）使用量 = .data + .bss [+ .noinit] + stack [+ heap]
EEPROM存储器使用量 = .EEPROM

一．.text 段

.text 段包含程序实际执行代码。另外，此段还包含.initN 和.finiN 两种段，下面详细讨论。
段.initN 和段.finiN 是个程序块，它不会象函数那样返回，所以汇编或C 程序不能调用。
.initN、.finN 和绝对段（absolute section 提供中断向量）构成avr-libc 应用程序运行框架，用户编写的应用程序在此框架中运行。
.initN 段
此类段包含从复位到main()函数开始执行之间的启动(startup)代码。
此类段共定义10 个分别是.init0 到.init9。执行顺序是从.init0 到.init9。
.init0：
此段绑定到函数__init()。用户可重载__init()，复位后立即跳到该函数。
.init1：
未用，用户可定义
.init2：
初始化堆栈的代码分配到此段
.init3：
未用，用户可定义
.init4：
初始化.data 段（从FLASH 全局或静态变量初始值到.data），清零.bss 段。
像UNIX 一样.data 段直接从可执行文件中装入。Avr-gcc 将.data 段的初始值存储到flash
rom 里.text 段后，.init4 代码则负责将这些数据SRAM 内.data 段。
.init5：
未用，用户可定义
.init6：
C 代码未用，C++程序的构造代码
.init7：
未用，用户可定义
.init8：
未用，用户可定义
.init9：
跳到main()
avr-libc 包含一个启动模块（startup module），用于应用程序执行前的环境设置，链接时它被分配到init2 和init4 中,负责提供缺省中断程序和向量、初始化堆栈、初始化.data 段和清零.bss 段等任务，最后startup 跳转到main 函数执行用户程序。
.finiN 段
此类段包含main()函数退出后执行的代码。
此类段可有0 到9 个, 执行次序是从fini9 到 fini1。
.fini9
此段绑定到函数exit()。用户可重载exit()，main 函数一旦退出exit 就会被执行。
.fini8：
未用，用户可定义
.fini7：
未用，用户可定义
.fini6：
C 代码未用， C++程序的析构代码
.fini5：
未用，用户可定义
.fini4：
未用，用户可定义
.fini3：
未用，用户可定义
.fini2：
未用，用户可定义
.fini1：
未用，用户可定义
.fini0：
进入一个无限循环。

用户代码插入到.initN 或.finiN
示例如下：
void my_init_portb (void) __attribute__ ((naked)) /
__attribute__ ((section (".init1")));
void my_init_portb (void)
{
outb (PORTB, 0xff);
outb (DDRB, 0xff);
}
由于属性section(“.init1”)的指定，编译后函数my_init_portb 生成的代码自动插入到.init1段中，在main 函数前就得到执行。naked 属性确保编译后该函数不生成返回指令，使下一个初始化段得以顺序的执行。

二．.data 段

.data 段包含程序中被初始化的RAM 区全局或静态变量。而对于FLASH存储器此段包含在程序中定义变量的初始化数据。类似如下的代码将生成.data 段数据。
char err_str[]=”Your program has die