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STC32裸机项目集成FreeRTOS的实战问题解析

news 来源：原创 2025/6/9 9:30:48

随着自己工作的进行，接触到的技术栈也越来越多。给我一个很直观的感受就是，某一项技术/经验在刚开始接触的时候都记得很清楚。往往过了几个月都会忘记的差不多了，只有经常会用到的东西才有可能真正记下来。存在很多在特殊情况下有一点用处的技巧，用的不多的技巧可能一个星期就忘了。

想了很久想通过一些手段把这些事情记录下来。也尝试过在书上记笔记，这也只是一时的，书不在手边的时候那些笔记就和没记一样，不是很方便。

很多时候我们遇到了问题，一般情况下都是选择在搜索引擎检索相关内容，这样来的也更快一点，除非真的找不到才会去选择翻书。后来就想到了写博客，博客作为自己的一个笔记平台倒是挺合适的。随时可以查阅，不用随身携带。

同时由于写博客是对外的，既然是对外的就不能随便写，任何人都可以看到。经验对于我来说那就只是经验而已，公布出来说不一定我的一些经验可以帮助到其他的人。遇到和我相同问题时可以少走一些弯路。

既然决定了要写博客，那就只能认真去写。不管写的好不好，尽力就行。千里之行始于足下，一步一个脚印，慢慢来 ，写的多了慢慢也会变好的。权当是记录自己的成长的一个过程，等到以后再往回看时，就会发现自己以前原来这么菜😂。

本系列博客所述资料均来自互联网，并不是本人原创（只有博客是自己写的）。出于热心，本人将自己的所学笔记整理并推出相对应的使用教程，方面其他人学习。为国内的物联网事业发展尽自己的一份绵薄之力，没有为自己谋取私利的想法。若出现侵权现象，请告知本人，本人会立即停止更新，并删除相应的文章和代码。

在嵌入式系统开发中，FreeRTOS 是一种广泛使用的实时操作系统，它能够为微控制器提供高效的多任务处理能力。然而，在将 FreeRTOS 应用于 STC32 现用的裸机项目时，遇到了一系列问题。这些问题主要集中在编译、链接以及内存管理方面。

DATA-ADDRESS EXPECTED

在按照常规方法将 STC32 的 FreeRTOS 支持包添加到已有工程并进行编译时，遇到了以下报错信息：

compiling port.c...
assembling .\Output\port.src...
.\Output\port.src(767): error A48: DATA-ADDRESS EXPECTED
.\Output\port.src(842): error A48: DATA-ADDRESS EXPECTED
.\Output\port.src(845): error A48: DATA-ADDRESS EXPECTED
.\Output\port.src(920): error A48: DATA-ADDRESS EXPECTED
.\Output\port.src(923): error A48: DATA-ADDRESS EXPECTED
compiling croutine.c...
compiling event_groups.c...

错误信息 error A48: DATA-ADDRESS EXPECTED 表示编译器在期望一个数据地址时没有找到有效的地址。这通常意味着代码中有某个地方试图访问或定义一个数据地址，但提供的内容不符合预期。

通过查看错误信息中提到的行号，定位到 port.src 文件中的相关代码。以下是错误位置的汇编代码：

; line 130:     /* Start the first task. */
; line 131:     portRESTORE_SPX();MOV DR4,pxCurrentTCB MOV WR2,@WR6+0x2 XRL WR0,WR0 MOV DR60,DR0

对应的源文件 port.c 的第 131 行代码如下：

#define portRESTORE_SPX()                   \
{                                           \__asm   { MOV   DR4,pxCurrentTCB    }   \__asm   { MOV   WR2,@WR6+0x2        }   \__asm   { XRL   WR0,WR0     }           \__asm   { MOV   DR60,DR0    }          \
}BaseType_t xPortStartScheduler( void )
{UNUSED( pxCurrentTCB );/* Start the timer that generates the tick ISR. */prvPortSetupTimerInterrupt();/* Start the first task. */portRESTORE_SPX();portRESTORE_CONTEXT();portRETURN_TASK();/* Should never get here! */return pdTRUE;
}

经过分析，发现发生错误的原因是已有工程中使用了全局 xdata 变量，而 MOV DR4,pxCurrentTCB 这条指令试图将 pxCurrentTCB 指针拷贝到 DR4 寄存器中。由于 pxCurrentTCB 是一个 xdata 变量，它位于 XDATA 区域，而 MOV 指令在这种情况下无法直接寻址 xdata 区域的变量。

为了解决这个问题，需要将全局变量的定义从 xdata 改为 edata。具体方法是通过 Target 选项卡将 Memory Model 的内容修改为 XSmall。这样，全局变量就会被分配到 edata 区域，从而避免了直接寻址的错误。

输入图片说明

80251 CPU 支持单指令MOV XXX,Dire8和MOV XXX,Dire16，其中的 XXX 可以是 8 位、16 位和 32 位的寄存器。对于data、edata区域的变量，可以直接寻址（1~4 字节），并且不会重入。然而，对于 XDATA 区域和 CODE 的变量，至少需要两条指令MOV DPTR, # XXXX和MOVX A, @DPTR/MOVC A, @DPTR才能完成访问，因此在这两个区域内，即使对单个字节变量的访问也是会重入的。

在 port.c 的汇编实现中，MOV DR4,pxCurrentTCB 仅仅使用了一条指令直接寻址，这就意味着 pxCurrentTCB 变量只能使用 edata 区域定义的变量。若使用 xdata 区域的变量，则需要两条指令才可以完成数据的复制。

ADDRESS SPACE OVERFLOW

在解决了上述 DATA-ADDRESS EXPECTED 错误后，编译过程中又遇到了以下错误信息：

linking...
*** ERROR L107: ADDRESS SPACE OVERFLOWSPACE:   EDATASEGMENT: ?STACKLENGTH:  000100H   
*** WARNING L30: MEMORY SPACE OVERLAPSEG:     ?PR?IV?1FROM:    FF000BH     TO:      FF000EH     
*** ERROR L119: REFERENCE MADE TO ERRONEOUS SEGMENTSEGMENT: ?C_C51STARTUPMODULE:  C:\KEIL_V5\C251\LIB\C2SXS.LIB (?C_START)ADDRESS: FF42C6H
Program Size: data=11.7 edata+hdata=4118 xdata=0 const=1139 code=17905

错误信息 *** ERROR L107: ADDRESS SPACE OVERFLOW 表示在编译或链接过程中，程序尝试使用的地址空间超过了指定的限制。这里的 SPACE: EDATA 指的是扩展数据存储器（EDATA）区域。

编译完成后，编译器提示 edata+hdata=4118 字节。然而，项目使用的 MCU 是 STC32G12K128，根据官方的定义，其 edata 大小为 4k（4096 字节）。显然，应用程序的加入导致 edata 的内存使用超出了限制。

SRAM
• 4K 字节内部SRAM（edata）
• 8K 字节内部扩展RAM（内部xdata）
• 使用注意：（强烈建议不要使用idata 和pdata 声明变量）

为了解决这个问题，需要优化内存使用。经过分析，发现可以通过修改一部分全局变量的定义来解决。具体方法是将 UART 库缓存的定义从 edata 区域修改为 xdata 区域。以下是修改后的代码：

//#define	UART_BUF_type	edata
#define	UART_BUF_type	xdata

通过将 UART 缓存从 edata 区域移动到 xdata 区域，成功地减少了 edata 区域的内存使用。修改完成后，重新编译和链接，程序顺利通过，编译器输出如下：

linking...
*** WARNING L30: MEMORY SPACE OVERLAPSEG:     ?PR?IV?1FROM:    FF000BH     TO:      FF000EH     
Program Size: data=11.7 edata+hdata=3862 xdata=256 const=1139 code=17927
creating hex file from ".\Output\Handle_V1_2"...
".\Output\Handle_V1_2" - 0 Error(s), 1 Warning(s).
Build Time Elapsed:  00:00:06

MEMORY SPACE OVERLAP

解决上述两个问题后，已经没有错误了，但是还有一个警告MEMORY SPACE OVERLAP。可能大多数程序员会选择忽略警告，但是这里如果选择忽略警告，那么FreeRTOS将会无法运行。

linking...
*** WARNING L30: MEMORY SPACE OVERLAPSEG:     ?PR?IV?1FROM:    FF000BH     TO:      FF000EH     
Program Size: data=11.7 edata+hdata=3862 xdata=256 const=1139 code=17927
creating hex file from ".\Output\Handle_V1_2"...
".\Output\Handle_V1_2" - 0 Error(s), 1 Warning(s).
Build Time Elapsed:  00:00:06

警告信息MEMORY SPACE OVERLAP意味着在项目的内存分配中，存在重叠的内存区域。具体来说，警告中提到的段 ?PR?IV?1 从地址 FF000BH 到 FF000EH 的范围与其他段或区域发生了重叠。

为了进一步分析这个问题，查看了 map 文件。根据 map 文件的输出，冲突的地址为 FF000BH。以下是 map 文件的相关内容：

000F21H 00FFFFH 00F0DFH --- --- **GAP**
010000H 0100FFH 000100H BYTE INSEG XDATA ?XD?STC32G_UART
010100H FEFFFFH FDFF00H --- --- **GAP**
FF0000H FF0002H 000003H --- OFFS.. CODE ?CO?start251?4
FF0003H FF000AH 000008H BYTE INSEG CODE ?PR?TIMER_1HZ_CB?_?INF_LED
FF000BH FF000DH 000003H --- OFFS.. CODE ?CO?port?8
*** OVERLAP ***
FF000BH FF000DH 000003H --- OFFS.. CODE ?PR?IV?1
FF000EH FF0017H 00000AH BYTE INSEG CODE ?PR?KEY1_RIGHT_OFF?_?INF_LED
FF0018H FF0018H 000001H BYTE INSEG CODE ?PR?TIMER0_ISR_HANDLER?_?STC32G_TIMER_ISR
FF0019H FF0019H 000001H BYTE INSEG CODE ?PR?TIMER1_ISR_HANDLER?_?STC32G_TIMER_ISR

根据 STC32 的中断向量表，000BH 被定义为 TMR0_VECTOR，即定时器 0 的中断服务程序地址。000BH 内存重叠则意味着在代码中，定时器 0 的中断服务程序被重复定义了，从而导致了内存空间的重叠。

/
//Interrupt Vector
/
#define INT0_VECTOR 0 //0003H
#define TMR0_VECTOR 1 //000BH
#define INT1_VECTOR 2 //0013H
#define TMR1_VECTOR 3 //001BH
#define UART1_VECTOR 4 //0023H
#define ADC_VECTOR 5 //002BH
#define LVD_VECTOR 6 //0033H

经过进一步检查代码，发现 FreeRTOS 的 port.c 文件中使用汇编语言定义了一个中断向量，指向滴答定时器的中断服务例程 vTimer0ISR：

__asm { CSEG AT 0BH }
#if ( configUSE_ROMHUGE == 0 )__asm { JMP vTimer0ISR?_ }
#else__asm { JMP vTimer0ISR?? }
#endif

而在原始的库文件STC32G_Timer_Isr.c中，也重复定义了TMR0_VECTOR为Timer0_ISR_Handler。

void Timer0_ISR_Handler(void) interrupt TMR0_VECTOR
{// TODO:
}

通过注释掉Timer0_ISR_Handler这段代码，消除了重复定义，解决了内存空间重叠的问题。

compiling event_groups.c...
compiling list.c...
compiling queue.c...
compiling stream_buffer.c...
compiling tasks.c...
compiling timers.c...
linking...
Program Size: data=11.7 edata+hdata=3861 xdata=256 const=1134 code=17879
creating hex file from ".\Output\Handle_V1_2"...
".\Output\Handle_V1_2" - 0 Error(s), 0 Warning(s).
Build Time Elapsed:  00:00:06

最后，项目成功编译并通过链接，没有任何错误和警告0 Error(s), 0 Warning(s)。

在这里插入图片描述
那么本篇博客就到此结束了，这里只是记录了一些我个人的学习笔记，其中存在大量我自己的理解。文中所述不一定是完全正确的，可能有的地方我自己也理解错了。如果有些错的地方，欢迎大家批评指正。如有问题直接在对应的博客评论区指出即可，不需要私聊我。我们交流的内容留下来也有助于其他人查看，说不一定也有其他人遇到了同样的问题呢😂。

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DATA-ADDRESS EXPECTED

ADDRESS SPACE OVERFLOW

MEMORY SPACE OVERLAP

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