__xdata volatile int var0;
__xdata volatile int var1 = 1;

void main(void) {
    // 功能代码
}

以上这个简单到发指的程序，在STC8A8K64U中遇到个奇怪问题：var0的初始值有时候不是0，而var1的初始值也不是1，是一些奇怪的随机值。
第一感觉就是XRAM的初始化可能存在BUG，于是稍微了解了一下SDCC中XRAM初始化的原理，没想到还真发现了一些好玩的东西，给大家做个分享。

一些前置知识。

  1. 无论是Keil还是SDCC，在真正执行main函数之前，会自动插入一些初始化代码，这里面就包括RAM、IRAM和XRAM的初始化等。
  2. 在从C编译成汇编的过程中，编译器会按照功能和特性的不同，会生成很多辅助的段或者叫做小节。与本问题相关的小节主要有：
;--------------------------------------------------------
; uninitialized external ram data
;--------------------------------------------------------
    .area XSEG    (XDATA)
_var0::
    .ds 2
;--------------------------------------------------------
; initialized external ram data
;--------------------------------------------------------
    .area XISEG   (XDATA)
_var1::
    .ds 2
;--------------------------------------------------------
; external ram initial data
;--------------------------------------------------------
    .area XINIT   (CODE)
__xinit__var1:
    .byte #0x01, #0x00;

未初始化外部变量存储区XSEG，var0就属于这个区，因为它定义在外部扩展RAM中(__xdata)，且代码中没有给它赋初始值；
已初始化外部变量存储区XISEG，var1就属于这个区，因为它定义在外部扩展RAM中(__xdata)，且代码中有给它赋初始值；
已初始化外部变量初始值区XINIT，注意这个实际上是在代码区里面，是ROM不是RAM，最终会烧录在flash的特定位置。
另外，在编译过程中会生成一些辅助变量，s_是特定区的起始位置，l_是特定区的长度。如s_XSEG就是XSEG区的起始位置。

按照C语言规范，未初始化的全局变量(如var0)应当默认给初始值0，这个SDCC帮我们做了，代码在crtxclear.asm中

    .globl __XPAGE

__mcs51_genXRAMCLEAR::
    mov    r0,#l_PSEG
    mov    a,r0
    orl    a,#(l_PSEG >> 8)
    jz    00006$
    mov    r1,#s_PSEG
    mov    __XPAGE,#(s_PSEG >> 8)
    clr     a
00005$:    movx    @r1,a
    inc    r1
    djnz    r0,00005$

00006$:
    mov    r0,#l_XSEG
    mov    a,r0
    orl    a,#(l_XSEG >> 8)
    jz    00008$
    mov    r1,#((l_XSEG + 255) >> 8)
    mov    dptr,#s_XSEG
    clr     a
00007$:    movx    @dptr,a
    inc    dptr
    djnz    r0,00007$
    djnz    r1,00007$
00008$:

已初始化的全局变量(如var1)，也需要执行一些操作才能有初始值，这个SDCC帮我们做了，代码在crtxinit.asm中

    .globl __XPAGE

__mcs51_genXINIT::
    mov    r1,#l_XINIT
    mov    a,r1
    orl    a,#(l_XINIT >> 8)
    jz    00003$
    mov    r2,#((l_XINIT+255) >> 8)
    mov    dptr,#s_XINIT
    mov    r0,#s_XISEG
    mov    __XPAGE,#(s_XISEG >> 8)
00001$:    clr    a
    movc    a,@a+dptr
    movx    @r0,a
    inc    dptr
    inc    r0
    cjne    r0,#0,00002$
    inc    __XPAGE
00002$:    djnz    r1,00001$
    djnz    r2,00001$
    mov    __XPAGE,#0xFF
00003$:

其实这里就已经能发现问题了，当给XRAM内存赋值时，使用的地址寄存是R0和R1。而R0和R1只是一个8位的寄存器，还需要其它方式组合出16位地址，才能完全访问STC8A8K64U完整8KB的XRAM。从代码里面看到使用__XPAGE做了高8位地址，那么就继续追查__XPAGE是个什么东西。最终是在crtpagesfr.asm里面

__XPAGE == 0xa0    ; 0xa0 is P2 on the original 8051

这个__XPAGE不就是P2端口么？所有问题豁然开朗。
在传统8052单片机中，如果要扩展RAM，是需要实实在在外接RAM芯片的。P2接RAM芯片的地址高8位，P0口接RAM芯片地址低8位和数据位。SDCC默认的实现正是基于这一点，用__XPAGE(也就是P2)锁存了XRAM地址高8位，然后只需要操作地址低8位和数据即可(都是P0)。
这在当时的硬件下应该能减少端口操作提升效率，但这并不适合现在STC系列的所有单片机，因为STC的XRAM其实也是内置的，和P2、P0没有丝毫关系，再按当年的方式来操作必然不能正确生效了。

到这里解决方案其实已经呼之欲出了，重写SDCC内置的方法就能解决问题。已知需要重写的有crtxclear.asm、crtxinit.asm和crtxstack.asm，这个等以后有空了再说吧！

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