嵌入式程序执行完之后去哪儿了呢？
Posted 卓晴
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了嵌入式程序执行完之后去哪儿了呢？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
简 介： 对于嵌入式系统，如果没有运行RTOS，那么程序开发中的 主函数（main()）需要通过某种机制使其永远愉快的运行下去，它没有终点。如果想从main函数中退出，具体干什么是由所使用的C语言编译器决定的。
关键词： C51，main，程序退出
§01 问题提出
今天在CSDN的 单片机led模块定义函数的问题 中看到一个有趣的问题。
一个简单的C51程序如下：
#include <REGX51.H>
void test(num)
switch(num)
case 1: P2_0=0; P2_1=0;
break;
void main(void)
test(1);
程序执行完之后，可以看到实验板上的有两个LED被点亮，另外六个居然微微发亮。
▲ 图1.1 实验板上的未点亮的LED居然微微发亮
如果在主程序中，增加一个无限循环：while(1); ，则电路板上的就不再会出现“微微点亮”的现象了。
#include <REGX51.H>
void test(num)
switch(num)
case 1: P2_0=0; P2_1=0;
break;
void main(void)
test(1);
while(1);
▲ 图1.2 实验板上后面六个LED就不再点亮了
上面两种情况的区别，在于第二个程序中 主循环 main() 函数始终没有退出，而第一个程序，main() 函数退出了。似乎前面LED 微微点亮 应该与 主函数 退出之后，单片机都干了些啥有关系。
那么就剩下一个问题： 对于普通的嵌入式系统，C语言编程中 main()函数退出之后，程序去哪儿了？
§02 程序去哪儿了？
从上面提问者书写的代码来看，应该是一位C51的爱好者，使用的是C51的编译器，在一款C51开发板上愉快的进行实验。他一开始没有安装嵌入式程序开发的惯例 在主程序void main(void) 中利用无限循环将程序控制在主程序函数中，就出现了前面实验结果中令人迷惑的情况。
注： 佩服他是一个胆大心细的人，观察还挺仔细的。
2.1 盘古开天辟地
对于C语言编程来说，所有的用户程序世界是从主程序 main() 开始的。给用户程序开天辟地的任务是由 一小段 盘古代码 STARTUP.A51。
关于C51是如何启动的， 在如下两篇博文中也被测试说明：
下面截取了 STARTUP.A51 代码的一段，可以看到盘古在单片机 RESET 之后做了点准备工作（初始化全局变量、堆栈指针）之后，就直接跳转至：?C_START
$NOMOD51
;------------------------------------------------------------------------------
; This file is part of the C51 Compiler package
; Copyright (c) 1988-2005 Keil Elektronik GmbH and Keil Software, Inc.
; Version 8.01
;
; *** <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>> ***
;------------------------------------------------------------------------------
; STARTUP.A51: This code is executed after processor reset.
;
; To translate this file use A51 with the following invocation:
;
; A51 STARTUP.A51
;
; To link the modified STARTUP.OBJ file to your application use the following
; Lx51 invocation:
;
; Lx51 your object file list, STARTUP.OBJ controls
;
;------------------------------------------------------------------------------
; Standard SFR Symbols
ACC DATA 0E0H
B DATA 0F0H
SP DATA 81H
DPL DATA 82H
DPH DATA 83H
NAME ?C_STARTUP
?C_C51STARTUP SEGMENT CODE
?STACK SEGMENT IDATA
RSEG ?STACK
DS 1
EXTRN CODE (?C_START)
PUBLIC ?C_STARTUP
CSEG AT 0
?C_STARTUP: LJMP STARTUP1
RSEG ?C_C51STARTUP
STARTUP1:
IF IDATALEN <> 0
MOV R0,#IDATALEN - 1
CLR A
IDATALOOP: MOV @R0,A
DJNZ R0,IDATALOOP
ENDIF
IF XDATALEN <> 0
MOV DPTR,#XDATASTART
MOV R7,#LOW (XDATALEN)
IF (LOW (XDATALEN)) <> 0
MOV R6,#(HIGH (XDATALEN)) +1
ELSE
MOV R6,#HIGH (XDATALEN)
ENDIF
CLR A
XDATALOOP: MOVX @DPTR,A
INC DPTR
DJNZ R7,XDATALOOP
DJNZ R6,XDATALOOP
ENDIF
IF PPAGEENABLE <> 0
MOV PPAGE_SFR,#PPAGE
ENDIF
IF PDATALEN <> 0
MOV R0,#LOW (PDATASTART)
MOV R7,#LOW (PDATALEN)
CLR A
PDATALOOP: MOVX @R0,A
INC R0
DJNZ R7,PDATALOOP
ENDIF
IF IBPSTACK <> 0
EXTRN DATA (?C_IBP)
MOV ?C_IBP,#LOW IBPSTACKTOP
ENDIF
IF XBPSTACK <> 0
EXTRN DATA (?C_XBP)
MOV ?C_XBP,#HIGH XBPSTACKTOP
MOV ?C_XBP+1,#LOW XBPSTACKTOP
ENDIF
IF PBPSTACK <> 0
EXTRN DATA (?C_PBP)
MOV ?C_PBP,#LOW PBPSTACKTOP
ENDIF
MOV SP,#?STACK-1
; This code is required if you use L51_BANK.A51 with Banking Mode 4
;<h> Code Banking
; <q> Select Bank 0 for L51_BANK.A51 Mode 4
#if 0
; <i> Initialize bank mechanism to code bank 0 when using L51_BANK.A51 with Banking Mode 4.
EXTRN CODE (?B_SWITCH0)
CALL ?B_SWITCH0 ; init bank mechanism to code bank 0
#endif
;</h>
LJMP ?C_START
END
上面的代码也被博文 51单片机程序执行流程（STARTUP.A51） 中进行逐步调试跟踪验证过：
▲ 图2.1.1 显示LJMP C_START 就是进入 main() 程序
2.2 世界尽头
由于进入main() 函数是长跳转，所以main函数是不会正常返回到启动程序 STARTUP.A51，那么程序去哪了？
在博文 单片机C语言while(1)的问题 中作者对于 KEIL编译器和PIC的 MAPLAB编译器对于main函数的最后时光进行了反汇编查看。
2.2.1 Keil编译器
在main函数的最后，程序增加了一下几行代码：
MOV R0, #0x7F
CLR A
MOV @R0, A
DJNZ R0, (3)
MOV SP, #0x0C
LJMP main
这几条语句，前4条，是将我们单片机的内存的前128个地址清零，第5条，是定义堆栈，第6条，是将程序重新跳转到main函数的首行进行执行。
2.2.2 MAPLAB编译器
PIC 单片机语言程序进行跟踪，发现main() 函数最后一条语句为 reset，也就是单片机直接复位，这是 MAPLAB编译器根据 PIC 单片机特点增加的复位语句。
※ 总 结 ※
对于嵌入式系统，如果没有运行RTOS，那么程序开发中的 主函数（main()）需要通过某种机制使其永远愉快的运行下去，它没有终点。
如果想从main函数中退出，具体干什么是由所使用的C语言编译器决定的。
■ 相关文献链接:
- 单片机led模块定义函数的问题-嵌入式-CSDN问答
- 51单片机程序执行流程（STARTUP.A51管理Main函数的执行）
- 51单片机程序执行流程（STARTUP.A51）
- 单片机C语言while(1)的问题
● 相关图表链接:
以上是关于嵌入式程序执行完之后去哪儿了呢？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章