# 工程操作

 ## 1.1 各类文件含义

| 文件                | 作用功能                                                     |
| ------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| `.eww`工作空间文件  | 顶层容器，管理**多个相关联的工程**                           |
| `.ewp`工程文件      | 存储单个工程的**完整配置**                                   |
| `.cspy`工程配置文件 | 保存调试会话的**具体硬件配置**（仅调试相关）。               |
| `.ewd`调试会话文件  |                                                              |
| `.dep`依赖文件      |                                                              |
| `.icf`链接脚本      | 代码数据在芯片芯片内存中的物理布局，设置栈和堆其实地址及大小 |
| `.ewt`模板文件      |                                                              |
| .s汇编源文件        | 经汇编器生成.o文件**1. 芯片启动初始化**  **2. 硬件底层操作****中断服务函数 |
| .a二进制静态库      |                                                              |
| .map                | 看内存存储地址，                                             |
|                     |                                                              |



## 1.2 新建项目

* 新建项目

  ![](pictures\图片2.png)

* 选择空模板

  ![](pictures\图片3.png)

* 保存工作区

  ![](pictures\图片4.png)

* 添加文件夹

  ![](pictures\图片5.png)

* 添加所有文件

  ![](pictures\图片7.png)

  



* 添加库文件路径（**相对路径**）

  ![](pictures\图片8.png)

# 工程配置

## 2.1设备配置

> ![](pictures\图片10.png)

## 2.2 编译配置

### 2.2.1优化等级

​	![](pictures\图片9.png)

| 等级                 | 行为                                                         | 场景                                                         |
| -------------------- | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
| **None（无优化）**   | 完全不优化，代码按原始顺序逐行编译。                         | 初级调试阶段（变量未被优化，便于观察） 排查编译器行为异常问题 |
| **Low（低优化）**    | 基础优化：删除无操作指令、合并重复加载操**保持函数栈帧完整** | 日常调试开发，对执行速度要求不高的模块                       |
| **Medium（中优化）** | 开启函数内联（小函数直接展开）循环展开，寄存器复用加强       | 需要兼顾速度和体积的应用，发布版本的预备测试阶段，**影响调试**时局部变量观察 |
| **High（高优化）**   | 激进策略：向量化指令、分支预测优化，**大幅调整代码结构**（如重排指令流水线） | 对实时性要求高的场景（电机控制、信号处理）资源宽裕但性能吃紧的模块；  **可能暴露隐藏的时序BUG 调试时变量可能（被优化掉）** |





### 2.2.2 硬件浮点

> ![](pictures\图片12.png)

### 2.2.3 文件路径

> - **设置位置**：
>   `Project > Options > C/C++ Compiler > Preprocessor`(相对路径)
>   - `Additional include directories`头文件
>   - `Defined symbols`（预定义全局宏）
>
> 预编译处理
>
> * 定义STM32F401xx，预编译宏识别芯片型号
> * .h中寄存器映射结构被激活
>
> ![](pictures\图片8.png)

### 2.3.4 库文件路径

> `Project > Options > Linker > Library`
>
> ![](pictures\图片20.png)

### 2.2.5 输出.

1. 编译输出

   `Project > Options > General Output`

   **Output directory**生成 .o/.d 文件的目录

   **Intermediate files directory**临时文件目录

2. 可执行文件

   ![](pictures\图片21.png)

3. 输出hex文件

* ![](pictures\图片11.png)



## 2.3 调试器配置

![](pictures\图片17.png)

## 2.4 库相关配置

### 2.4.1 库类型

|    **库类型**    | **文件格式** |   **使用场景**    |           **配置入口**           |
| :--------------: | :----------: | :---------------: | :------------------------------: |
|    **静态库**    |     `.a`     | 核心算法/驱动封装 |         Linker > Library         |
|   **运行时库**   |     内置     | 标准C/C++函数支持 | General Options > Library Config |
| **第三方源码库** |  `.c`/`.h`   |   开源组件集成    |  C/C++ Compiler > Preprocessor   |
|    **系统库**    |    `.lib`    |   操作系统接口    |  Linker > Extra Library Search   |

![](pictures\图片22.png)

## 2.5 静态库封装

### 创建库工程

1. 建项目`Project > Create New Project...` → 选择 **Library** 模板 → 输入库名称（如 `MyLib`）→ 指定芯片型号。
2. 右键工程名 → `Add` → 添加库功能的源文件（`.c`/`.cpp`）和头文件（`.h`）。

* 排除不要生成的库文件

![](pictures\图片23.png)

![](pictures\图片14.png)

---

## 2.6 调用

1. 将静态库头文件（.h）复制到inc目录

2. **添加头文件路径**
   `Project > Options > C/C++ Compiler > Preprocessor` → 填写头文件路径（如 `$PROJ_DIR$\inc`）。

3. 链接库文件

   * `Project > Options > Linker > Library` → 添加库搜索路径（如 `$PROJ_DIR$\..\MyLib\Output\Release`）。
   * 在 **Additional libraries** 中填写库名（如 `MyLib`，**不带扩展名**）。
   * 若有多个库，用空格分隔（`MyLib1 MyLib2`）。

4. 代码调用

   ~~~ c
   #include "mylib_functions.h" // 静态库头文件
   
   int main() {
       lib_init();      // 调用库的初始化函数
       int result = calculate(3, 5); // 调用库的计算函数
       while(1);
       return 0;
   }
   ~~~



# iar功能

## 图标

![](pictures\图片29.png)

> 1. 搜索功能
> 2. 替换内容
> 3. 跳转到指定行
> 4. 书签（在光标所指处，进行书签添加删除）
> 5. 进行书签跳转

![](pictures\图片30.png)

> 1. 编译当前文件
> 2. 编译所有文件
> 3. 在光标出添加断点
> 4. 下载并进入调试
> 5. 直接进行调试

# 工程调试

## 断点

![](pictures\图片15.png)

1. 设置断点，--点击代码左侧

2. 禁用断点，---右键disable

3. 启用断点，---右键Enable

4. 删除断点，再次点击

5. 条件断点

   ![](pictures\图片16.png)



### 数据断点

全局变量可以打数据断点，局部变量不可以.

![](pictures\图片32.png)

|   **特性**   |     数据断点     |       条件断点        |
| :----------: | :--------------: | :-------------------: |
| **触发条件** |     内存访问     | 代码位置 + 自定义条件 |
| **硬件依赖** |  是（DWT单元）   |          否           |
| **数量限制** | 4个（Cortex-M）  |          无           |
| **性能影响** |      零开销      |   条件计算引入延迟    |
| **典型场景** | 全局变量篡改监控 |    循环内定点检查     |

1. **数据断点** → 用于捕获 **不可预测** 的内存篡改
2. **条件断点** → 用于 **可预测逻辑错误** 的定位
3. **性能敏感时**：用 `if(cond){bkpt;}` 替代复杂条件断点
4. **多地址监控**：采用分组轮换策略

* 监控信息

  `查看变量值，和存储所在的寄存器值`

  ![](pictures\图片28.png)

  |  **工具类型**   |      数据刷新机制      | 显示格式控制 |       适用场景       |
  | :-------------: | :--------------------: | :----------: | :------------------: |
  |    **Watch**    |   手动刷新（暂停时）   |    ✅ 支持    | 分析暂停时的变量快照 |
  | **Live Watch**  | 自动实时刷新（运行中） |   ❌ 不支持   |  监控运行时动态变化  |
  | **Quick Watch** |        单次快照        |    ✅ 支持    |  快速查看复杂表达式  |
  |   **Locals**    |      局部变量窗口      |              |                      |
  |      .Auto      | 自动显示表达式/变量窗  |              |                      |
  |     static      |      静态变量窗口      |              |                      |

* 寄存器信息

  ![](pictures\图片26.png)

​	

* 内存信息

  ![](pictures\图片25.png)

  ![](pictures\图片31.png)

  | 普通内存     | 简单内存     |
  | ------------ | ------------ |
  | 使用地址索引 | 变量名称索引 |

  ___

  
* 汇编窗口

  ​	![](pictures\图片27.png)
* 栈信息汇编信息

  ![](pictures\图片24.png)

* 单步调试

  ![](pictures\图片19.png)

* 编译

* 全编译（make）

  * | **编译 (Compile)**     | Ctrl+F7 | **当前文件**（（`.c/.cpp/.s`）） | 生成 `.o` 对象文件          |
    | ---------------------- | ------- | -------------------------------- | --------------------------- |
    | **全编译 (Make)**      | F7      | 全部文件                         | 增量编译+链接 → 生成 `.out` |
    | **重建 (Rebuild All)** | -       | **所有文件**                     | 全量编译+链接 → 完整输出    |

编译-下载调试   

* 在光标处添加断点
* 下载调试
* 调试
* 停止调试



| 图标           | 作用                                                         |
| -------------- | ------------------------------------------------------------ |
| step over      | 不进入内部直接得到结果                                       |
| step into      | 执行下一条语句，若遇到函数调用则进入该函数内部               |
| step out       | 立即执行完当前函数，并返回到调用该函数的位置                 |
| Run to Cursor  | 全速执行到光标所在行暂停临时断点                             |
| Next Statement | **强制修改程序计数器(PC)**，将下条执行语句重定向到光标位置，程序暂停时执行 |

# 拓展

## 调试器

stlink启动三种模式

|      **复位模式**       |            **操作原理**             |           **适用场景**           |           **IAR 配置路径**           |
| :---------------------: | :---------------------------------: | :------------------------------: | :----------------------------------: |
| **硬件复位 (Hardware)** |    拉低目标芯片的 **NRST 引脚**     |   1. 芯片完全卡死 2. Flash锁死   | `Debugger > Setup > Reset: Hardware` |
|   **内核复位 (Core)**   | 通过 **Cortex-M 调试端口** 复位内核 | 1. 保留外设状态 2. 快速重启调试  |   `Debugger > Setup > Reset: Core`   |
|  **系统复位 (System)**  |      触发 **SYSRESETREQ 信号**      | 1. 复位内核+外设 2. 模拟上电复位 |  `Debugger > Setup > Reset: System`  |
| **软件复位 (Software)** |         写 **AIRCR 寄存器**         |  1. 无NRST引脚设计 2. 远程复位   | `Debugger > Setup > Reset: Software` |

| ST-link  | j-link       | I-Jet Trace |
| -------- | ------------ | ----------- |
| 低速5M   | 较高         | 高速50M     |
| 便宜     |              | 贵          |
|          |              | iar深度绑定 |
| SWD/JTAG | JTAG/SWD/SWO | 多ETM       |



## 上电启动

* 硬件启动，启动

## 寄存器相关

| **寄存器** |       **别名**       | **位宽** |          **核心作用**          | **是否可自由使用** |
| :--------: | :------------------: | :------: | :----------------------------: | :----------------: |
| **R0-R12** |      通用寄存器      |  32-bit  |         数据存储与运算         |        ✅ 是        |
|  **R13**   |  SP (Stack Pointer)  |  32-bit  |    栈指针（管理函数调用栈）    |       ⚠️ 受限       |
|  **R14**   |  LR (Link Register)  |  32-bit  |        保存函数返回地址        |       ⚠️ 受限       |
|  **R15**   | PC (Program Counter) |  32-bit  | 程序计数器（指向下条指令地址） |   ❌ 不可直接修改   |
|  **xPSR**  |    程序状态寄存器    |  32-bit  |  记录运算状态（零/负/进位等）  |       ⚠️ 受限       |

单片机启动项

## **Debugger和Download**

|   **特性**   |   **Debugger（调试器）**   |    **Download（下载）**    |
| :----------: | :------------------------: | :------------------------: |
| **核心目标** | **实时监控与分析**程序行为 | **单向传输**固件到目标芯片 |
|              |    需支持调试协议的接口    |        只需物理连接        |
|              |         开发/测试          |         量产/维护          |

## 栈使用空间大小分析

### 1.静态分析

`project-->options-->linker-->list-->Generate linker map file-->stack usage analysis`

```yaml
A[Project > Options] --> B[Linker]
B --> C[List]
C --> D[勾选 Generate linker map file]
D --> E[勾选 Generate stack usage analysis]
```

![](pictures\图片33.png)

|           **选项名称**            |                  **作用**                  |       **推荐场景**       |
| :-------------------------------: | :----------------------------------------: | :----------------------: |
|  **✓ Generate linker map file**   | 生成 `.map` 文件（内存布局详情+符号地址）  | **必选**（内存分析必备） |
|      **✓ Generate log file**      |     生成链接日志（库引用/段合并记录）      |    调试链接问题时启用    |
| **▢ Automatic library selection** |      自动选择依赖库（跳过未使用的库）      |    启用可减小固件体积    |
|  **▢ Initialization decisions**   |    记录全局变量初始化顺序（C++中关键）     |   C++多模块初始化调试    |
|      **▢ Module selections**      |       列出所有被链接的 `.o/.a` 文件        |   检查冗余模块/库依赖    |
|     **▢ Redirected symbols**      | 显示重定向符号（如 `printf` 重定向到串口） |     自定义库函数调试     |
|     **▢ Section selections**      |    输出每个段（section）的详细地址分配     |    手动优化内存布局时    |
|   **▢ Stack usage call graph**    | **栈使用调用图**（函数调用链+最大栈消耗）  |    **栈溢出分析必备**    |
|  **▢ Unused section fragments**   |   标记被丢弃的未使用段（如未调用的函数）   |   清理死代码优化 Flash   |
|      **▢ Veneer statistics**      | 统计中断桥接（veneer）数量（跨域调用开销） |      长跳转指令优化      |

> 编译生成静态文件然后进行分析



### 2.动态分析

## .icf文件分析

### 2.为变量分配固定内存块

#### 1. **定义内存块**

```c
define block MY_DATA_BLOCK with size = 256, alignment = 4 { };
```

#### 2. **分配区域**

```c
place in RAM_region { block MY_DATA_BLOCK };
```

#### 3. **C 代码中使用**

```c
#pragma location = "MY_DATA_BLOCK"
__no_init uint8_t sensorBuffer[256];  // 分配到自定义块
```

#### 4. **高级用法：绝对地址分配**

```c
// 强制变量到0x20001000
#pragma location = 0x20001000
__no_init volatile uint32_t systemFlags;
```