一、认识Cortex-M3
一个集成芯片最苦逼最累的当属CPU莫属
而我们常见的STM32单片机的CPU就是Cortex‐M3处理器内核，Cortex‐M3 是一个32位处理器内核，内部的数据路径是32位的， 寄存器是32位的，存储器接口也是32位的，采用了哈佛结构（），拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。 内核是由ARM公司设计，只提供相应的内核架构，其他的总线、存储器、外设、时钟、I/O等都是芯片制造商设计开发的。下图就可以看明白内核与芯片的关系：
一个小小的CPU里面包括寄存器组（通用寄存器、程序计数寄存器、特殊功能寄存器等）、中断控制器、总线接口、MPU等。大致了解一下就行，如果感兴趣可以去看Cortex-M3权威指南。
重头戏：存储器映射
既然是32位的内核，理论上可以操作4G大小的存储器。可是，并不是所有的芯片制造商都买这个账，他们都有自己的想法，于是ARM就制造出来了一个存储器映射，就是说我把图纸给你画好，具体你怎么盖楼就看你了。
Cortex-M3支持4GB的存储空间，它的存储系统采用统一编址的方式; 程序存储器、数据存储器、寄存器被组织在4GB的线性地址空间内，以小端格式(little-endian)存放。由于Cortex-M3是32位的内核，因此其PC指针可以指向2^32=4G的地址空间，也就是0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这一大块空间。见下图：
二、STM32的设计图
麻雀虽小，五脏俱全
ST大叔接过地图一看，嗯，不错，开始干吧！于是给老板一商量，先造出一个 STM32F103RCT6板看看吧，里面都有啥呢？ *48KB SRAM、 256KB FLASH、 2 个基本定时器、 4 个通用定时器、 2 个高级定时器、 2 个 DMA 控制器（共 12 个通道）、 3 个 SPI、 2 个 IIC、 5 个串口、 1 个 USB、 1 个 CAN、 3 个 12 位 ADC、 1 个 12 位 DAC、 1 个 SDIO 接口及 51 个通用 IO 口。 *
三、STM32系统架构
CPU已经准备好了，存储器也准备好了，接下来就开始干活了。
小王：淦，这是啥啊。
ST大叔：设计的系统架构图呗！
小王：好复杂看不懂啊！
ST大叔：不要你看懂啊！你不是了解了Cortex-M3吗，再给你说说我这256KB的FLASH主要是存储程序代码的，48KB的SRAM主要是存储运行程序中的数据，然后其他的都是一些定时器外设什么，你后面开发的时候就了解了。
小王：那这些线是什么啊？
ST大叔：这些线就是CPU对这些外设通话的的电话线啊，要不然我这个CPU是干嘛的啊，难道你要教我做事？ARM老爸都把内核给我了，我还不好好用一下。你看，通过ICode连接FLASH取程序指令呗，通过Dcode连接SRAM存放中间数据呗，AHB系统总线连接其他外设呗，这个和时钟有关，后面给你讲解。还有系统矩阵调节DMA和CPU，DMA设计见下一篇博客。
小王：嗯，有点清楚了。那具体CPU和内存是怎么工作的呢？
ST大叔：。。。。。。。。。
四、存储器映像
ST大叔根据ARM老爸的图纸，把自己的内存按照一定的尺寸映射了进去。主要说明SRAM和FLASH的映射地址。
如图是一张stm32的内存映射图，其中代码区是从0x0800 0000开始的，他的结束地址是0x0800 0000加上实际芯片的flash大小，他的ram的起始地址是0x2000 0000，然后结束地址依然是加上芯片实际的ram大小。注意：代码区是在rom（flash）中,数据区（.bss段和.data段）在ram区.
一个程序本质上都是由 bss段、data段、text段三个组成的。
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bss段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。bss段属于静态内存分配。
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数据段（data segment）通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。
数据段+BSS段其实也就是全局区与静态区
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代码段（code segment/text segment）通常是指用来存放程序执行代码的一块内存区域。在代码段中，也有可能包含一些只读的常数变量，例如字符串常量等。
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栈(stack)：是用户存放程序临时创建的局部变量,自动创建的。
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堆（heap）：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。当进程调用malloc等函数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利用free等函数释放内存时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）。程序员手动创建的。
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0X20000000是RAM开始地址。可以看到各段的分布。从低地址到高地址，分别为：data段，bss段，heap段，stack段。
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0X08000000是ROM（flash）开始地址。可以看到constdata(常量)，和函数代码 下面一段话写的挺好就写了下来：
其中，data指的是初始化不为0的全局或静态（static）变量。bss指的是没有初始化，或者初始化为0的全局或静态变量。一开始我也不理解什么初始化之类，感觉莫名其妙甚至自相矛盾。其实知道为什么这么安排就很容易理解了。 因为全局与静态变量的初始值，是需要保存下来，其基本可以分为三大类，一种是等于0的，一种是不等于0，还有一种是没有初始值的。这些都是需要记录下来保存在镜像文件里面，再烧录到单片机的flash里（当然非要写到ram也可以）。为了节省空间，就把等于0的变量和没有初始值的变量归为一类，都当做初始值等于0的变量处理。因为这些变量的初始值都为0，所以记录也方便，节省不少空间。比如定义一个500字节的全局数组，要是初始值已经定义，那么镜像文件也需要相应大小的空间记录下来。但是如果全部为0，或者没有定义初始值。那么，从原理上来说，只需记录数组长度，赋予BSS“属性”，就OK得。 程序在开始运行的时候，一般要做内存搬运的操作，比如将data段，bss段，heap段，stack段初始化为对应的值。 由此也可知，在keil mdk中，没有初始值的全局变量或者静态变量，其实等于0。但局部普通变量并不是，一定要初始化再使用。
ST大叔：大体理解内存分配是怎么回事了吧
小王：嗯嗯，那MDK显示的内存又是什么意思啊？
五、MDK内存分配
MDK下Code, RO-data,RW-data,ZI-data这几个段:
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Code是存储程序代码的。
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RO-data是存储const常量和指令。
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RW-data是存储初始化值不为0的全局变量。
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ZI-data是存储未初始化的全局变量或初始化值为0的全局变量。
Flash=Code + RO-Data + RW-Data;
RAM= RW-data+ZI-data;
这个是MDK编译之后能够得到的每个段的大小，也就能得到占用相应的FLASH和RAM的大小，但是还有两个数据段也会占用RAM，但是是在程序运行的时候，才会占用，那就是堆和栈。在stm32的启动文件.s文件里面，就有堆栈的设置，其实这个堆栈的内存占用就是在上面RAM分配给RW-data+ZI-data之后的地址开始分配的。
堆:是编译器调用动态内存分配的内存区域。
栈:是程序运行的时候局部变量的地方，所以局部变量用数组太大了都有可能造成栈溢出。
堆栈的大小在编译器编译之后是不知道的，只有运行的时候才知道，所以需要注意一点，就是别造成堆栈溢出了。。。不然就等着hardfault找你吧。
六、总结
后面还会写一下操作系统的内存分配
