程序结束后还在运行（程序结束后去哪儿了）

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

  今天在CSDN的 单片机led模块定义函数的问题[1] 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？

  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。

  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：

• 51单片机程序执行流程（STARTUP.A51管理Main函数的执行）[2]

  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）[3] 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

  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。

  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。

  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。

  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。

[1]

单片机led模块定义函数的问题: https://ask.csdn.net/questions/7640604?utm_medium=distribute.pc_feed_v2.none-task-ask-ask_personrec_tag-3.pc_personrecdepth_1-utm_source=distribute.pc_feed_v2.none-task-ask-ask_personrec_tag-3.pc_personrec

[2]

51单片机程序执行流程（STARTUP.A51管理Main函数的执行）: https://blog.csdn.net/ChenGuiGan/article/details/88769619

[3]

51单片机程序执行流程（STARTUP.A51）: https://blog.csdn.net/tangsun999/article/details/45604507