51單片機程序執行過程圖解分析

51單片機程序執行過程圖解分析
一個很簡單的程序試一下。

執行以上程序，由P1端口控製的流水燈閃了一下。程序最終進入while(1);裏糾纏去了，這個到好解釋。
現將while(1);語句屏蔽掉。我還以為程序不能被正確執行了呢，因為退出了main主函數，就像Render需要循環來實現一樣(盡管剛剛閃燈的程序不在循環之內，但我還是不由產生了這一錯覺)。程序執行的結果是：流水燈不停的閃爍!
看到這個現象後的猜想及動作^-^：
(1) 這塊板壞了吧!(在帶操作係統如linux字符界麵下運行一個不帶死循環的C語言文件完畢後就會返回到linux shell程序中)。趕緊換個板再測試一下，顯然還是一樣的結果。
(2) 單片機中將一直執行main函數中的最後一個(些)語句?(基於帶OS平台下運行標準C語言文件的經驗，可從來沒有想過是main函數被多次調用或多次進入)
(3) 單片機內將C語言指令取出來加載到單片機內，單片機內自動生成一個主程序循環執行C語言中main函數的內容?(雖然很荒唐，還是想了)
(4) 趕快穀歌百度一下單片機的執行流程(雖然在穀歌百度時以“51單片機程序執行流程”搜索，沒有搜到相關內容)。換樸實的搜索詞：“51單片機 main”。然後就出現跟我一樣帶有疑問的問題：為什麼main函數中不加while(1);語句之後程序會反複執行呢?回答的關鍵詞包括“程序跑飛、看門狗、複位”。
(5) 趁上嵌入式的機會將“51單片機程序執行流程”搬出來並向老師講述了我所寫程序的得到的現象，包括我怎麼驗證呀等等。
老師的回答：Keil C51程序自動加載了一個名為”STARTUP.A51”的文件，在這個文件裏麵進行了一係列的初始化操作後進入用戶編寫的C語言程序入口main函數中，main函數執行完畢後，STARTUP.A51文件後有一句跳轉到程序入口main函數的語句，所以會再次進入C語言主程序main函數中執行相關內容。
然後我用keil軟件模擬了運行一下以上那一段代碼：

程序開始運行就在程序入口main函數的第一條語句之處，Disassembly窗口是c語言代碼與彙編代碼相對應的窗口，前麵是地址，後麵的是C語言對應的彙編語句。下麵的窗口是相應文件的運行代碼的位置，由黃色箭頭指向當前正要執行的代碼。然後點擊單步運行工具條，指導跳出main函數為止，程序跳轉到STARTUP.A51中的以下代碼位置：


這裏是一個循環，根據DJNZ指令的功能：每執行一次DJNZ RO, IDATALOOP就將R0的值減1，若R0的值不為0則就跳到IDATALOOP地址去。很顯然這是一個循環，那麼RO的值是多少呢，在以下窗口顯示：

可見r0的初值為0x7f，這裏將要循環0x7f(128)次，具體在這裏r0值的含義可查看一下子的。那麼在這個循環之後程序又將去哪裏呢?跳過這個循環後程序運行的地方如下：

在單步運行一次：

根據Disassembly的內容，此條語句執行了就又要回到main函數中去了，執行一下試試：

是的!
所以，在51單片機中，程序的執行流程就是會不斷( 以r0的值作為延遲條件， 具體含義可繼續探索 )的進入main函數中執行main函數中的代碼。
為什麼我們在linux等上麵運行不帶死循環的C語言代碼後程序就會自行終止呢?這是不同的操作流程：
(1) C51單片機不帶OS(操作係統)，代碼的執行形勢在此看來就由STARTUP.A51來安排了，沒有一個更大的程序來管理怎麼調用main函數。
(2) 像Linux這類的平台是帶了OS的，運行一個C語言程序對linux來說就是一個任務，除了運行C語言程序這個任務外還有其它的任務。當運行一個C語言程序完畢時，此次的任務也算是完成了。如在linux shell界麵運行一個文件名為“hello.c”功能為輸出“hello world!”的C語言程序,過程如下：
編譯：gcc hello.c –o hello
運行：./hello
在運行hello可執行文件時，可以當做是shell調用了hello這個可執行程序。在hello運行完畢後，將返回值等返回給shell界麵。整個C語言文件的生死全有linux shell程序管理。