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stm32启动文件详解

STM32启动文件详解

一、启动文件的作用

1.初始化堆栈指针SP；

2.初始化程序计数器指针PC；

3.设置堆、栈的大小；

4.设置异常向量表的入口地址；

5.配置外部SRAM作为数据存储器（这个由用户配置，一般的开发板可没有外部SRAM）；

6.设置C库的分支入口__main（最终用来调用main函数）；

7.在版的启动文件还调用了在文件中的SystemIni（）函数配置系统时钟。

二、汇编指令

指令

作用

EQU

给数字常量取一个符号名，相当于C语言中的define

AREA

汇编一个新的代码段或者数据段

SPACE

分配内存空间

PRESERVE8

当前文件堆栈需按照8字节对齐

EXPORT

声明一个标号具有全局属性，可被外部文件使用

DCD

以字为单位分配内存，要求4字节对齐，并要求初始化这些内存

PROC

定义子程序，与ENDP成对使用，表示子程序结束

WEAK

弱定义，如果外部文件声明了一个标号，则优先使用外部文件定义的定义也不出错

IMPORT

声明标号来自外部文件，跟C语言中的EXTERN关键字类似

跳转到一个标号

ALLIGN

编译器对指令或者数据的存放地址进行对齐，一般需要跟一个立即数，缺省值表示4字节对齐。

要注意的是：

这个不是ARM的指令，是编译器的，这里放在一起只是为了方便

END

到达文件的末尾，文件结束

IF,ELSE,ENDIF

汇编条件分支语句，跟C语言的类似

LDR

从存储器中加载字到一个寄存器中

跳转到由寄存器给出的地址，并把跳转前的下条指令地址保存到LR

BLX

跳转到由寄存器给出的地址，并根据寄存器的LSE确定处理器的状态，还要把跳转前的下条指令地址保存到LR

跳转到由寄存器/标号给出的地址，不用返回

三、启动代码

-----栈

Stack_SizeEQU0x00000400;栈的大小

AREASTACK,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3

Stack_MemSPACEStack_Size;分配栈空间

__initial_sp;栈的结束地址（栈顶地址）

分配名为STACK，不初始化，可读可写，8（2^3）字节对齐的1KB空间。

栈：

局部变量，函数形参等。

栈的大小不能超过内部SRAM大小。

AREA：

汇编一个新的代码段或者数据段。

STACK段名，任意命名；NOINIT表示不初始化；READWRITE可读可写；ALIGN=3（2^3=8字节对齐）。

__initial_sp紧挨了SPACE放置，表示栈的结束地址，栈是从高往低生长，结束地址就是栈顶地址。

-----堆

Heap_SizeEQU0x00000200;堆的大小（512Bytes）

AREAHEAP,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3

__heap_base;堆的起始地址

Heap_MemSPACEHeap_Size;分配堆空间

__heap_limit;堆的结束地址

分配名为HEAP，不初始化，可读可写，8（2^3）字节对齐的512字节空间。

__heap_base堆的起始地址，__heap_limit堆的结束地址。

堆由低向高生长。

动态分配内存用到堆。

PRESERVE8--指定当前文件的堆/栈按照8字节对齐。

THUMB--表示后面指令兼容THUMB指令。

THUBM是ARM以前的指令集，16bit；现在Cortex-M系列的都使用THUMB-2指令集，THUMB-2是32位的，兼容16位和32位的指令，是THUMB的超级。

3.向量表

AREARESET,DATA,READONLY

EXPORT__Vectors

EXPORT__Vectors_End

EXPORT__Vectors_Size

定义一个名为RESET，可读的数据段。

并声明__Vectors、__Vectors_End和__Vectors_Size这三个标号可被外部的文件使用。

__VectorsDCD__initial_sp;TopofStack

DCDReset_Handler;ResetHandler

DCDNMI_Handler;NMIHandler

DCDHardFault_Handler;HardFaultHandler

DCDMemManage_Handler;MPUFaultHandler

DCDBusFault_Handler;BusFaultHandler

DCDUsageFault_Handler;UsageFaultHandler

DCD0;Reserved

DCDSVC_Handler;SVCallHandler

DCDDebugMon_Handler;DebugMonitorHandler

DCD0;Reserved

DCDPendSV_Handler;PendSVHandler

DCDSysTick_Handler;SysTickHandler

;ExternalInterrupts

DCDWWDG_IRQHandler;WindowWatchdog

__Vectors_End

__Vectors_SizeEQU__Vectors_End-__Vectors;向量表大小

__Vectors为向量表起始地址，__Vectors_End为向量表结束地址，两个相减即可算出向量表大小。

向量表从Flash的0x0地址开始放置，以4个字节为一个单位，地址0存放的是栈顶地址，0x04存放的是复位程序的地址，以此类推。

从代码上看，向量表中存放的都是中断服务函数的函数名，可我们知道C语言中的函数名就是一个地址。

4.复位程序

AREA|.text|,CODE,READONLY

定义一个名为.text,可读的代码段

Reset_HandlerPROC;复位子程序开始

EXPORTReset_Handler[WEAK]

IMPORT__main

IMPORTSystemInit

LDRR0,=SystemInit

BLXR0

LDRR0,=__main

BXR0

ENDP;子程序结束

复位子程序是系统上电后第一个执行的程序，调用SystemInit（）函数初始化系统时钟，然后调用C库函数_main。

备注：

__main（）和main（）

当所有的系统初始化工作完成之后，就需要把程序流程转入主应用程序，即呼叫主应用程序。

最简单的一种情况是：

IMPORTmain

Bmain

直接从启动代码跳转到应用程序的主函数入口，当然主函数名字可以由用户随便定义。

在ARMADS环境中，还另外提供了一套系统级的呼叫机制。

IMPORT__main

B__main

__main（）是编译系统提供的一个函数，负责完成库函数的初始化和初始化应用程序执行环境，最后自动跳转到main（）。

所以说，前者是库函数，后者就是我们自己编写的main（）主函数；

因此我们用的B__main其实是执行库函数,然后该库函数再调用我们的main（）函数,因此在单步调试时会看到先要跑一段程序（其实是库函数）,然后再单步到我们自己的main函数（这个同时也说明如果有B__main则就对应必须有main函数,否则编译出错）,如果我们用Bmain来进入我们的主函数的话,那在单步调试时就看到直接进入到我们自己的main函数了,中间不会看到其他程序;

那么用B__main和用Bmain这两这进入我们的main函数方式有什么不同呢

如果采用前者则会由编译器加入一段"段拷贝"程序,即我们说的从加载域到执行域转化程序;而采用后者就没有这个了，因此如果要进行"段拷贝"只能自己动手编写程序来实现了,完成段拷贝后就可以进入我们的主函数了,当然这个主函数不一定是叫做main（）,可以起个其他好听的名字,这个有别于使用B__main方式;不管采用哪种方式进入我们的程序,都要有一段"段拷贝"程序,跑完了段拷贝后才能可以进入我们主程序了!

（顺便提一下:

这个文件并没有所谓的"段拷贝"功能,再看也无益!

）

对含有启动程序来说,"执行地址与加载地址相同"不容易实现：

如果执行地址与加载地址相同那当然不需要做"段拷贝",但是个人理解编译器还会加入"段拷贝"程序（如果用B__main的话）,只是因为条件不满足而不执行而已;但是对含有启动程序来说,"执行地址与加载地址相同"就不容易了。

因为启动程序是要烧到非易失存储器里,用来在上电执行的,而这个程序必定会有RW段,如果RW放在非易失存储器,如FLASH,那就不好实现RW功能了,因此要给RW移动到能够实现RW功能的存储器,如SRAM等。

因此,对含有启动程序来说,"执行地址与加载地址相同"就不容易实现;程序的入口点在C库中的__main处，在该点，库代码执行以下操作：

1.将非零（只读和读写）运行区域从其载入地址复制到运行地址。

2.清零ZI区域。

3.跳转到__rt_entry。

5.终端服务程序

NMI_HandlerPROC

EXPORTNMI_Handler[WEAK]

ENDP

HardFault_Handler\

PROC

EXPORTHardFault_Handler[WEAK]

ENDP

MemManage_Handler\

PROC

EXPORTMemManage_Handler[WEAK]

ENDP

此处省略部分……

启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数，跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的，真正的中断复服务程序需要我们在外部的C文件里面重新实现，这里只是提前占了一个位置而已。

如果我们在使用某个外设的时候，开启了某个中断，但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错，那当中断来临的时，程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中，并且在这个空函数中无线循环，即程序就死在这里。

B：

跳到一个“.”，表示无限循环。

6.用户堆栈初始化

ALIGN：

对指令或者数据存放的地址进行对齐，后面会跟一个立即数。

缺省表示4字节对齐。

IF:

DEF:

__MICROLIB

EXPORT__initial_sp

EXPORT__heap_base

EXPORT__heap_limit

ELSE

IMPORT__use_two_region_memory

EXPORT__user_initial_stackheap

;初始化堆&&栈

__user_initial_stackheap

LDRR0,=Heap_Mem

LDRR1,=（Stack_Mem+Stack_Size）

LDRR2,=（Heap_Mem+Heap_Size）

LDRR3,=Stack_Mem

BXLR

ALIGN

ENDIF

END

判断是否定义了__MICROLIB，如果定义了则赋予标号__initial_sp（栈顶地址）、__heap_base（堆起始地址）、__heap_limit（堆结束地址）全局属性，可供外部文件调用；如果没有定义（实际的情况就是我们没定义__MICROLIB）则使用默认的C库，然后初始化用户堆栈大小，这部分有C库函数__main来完成。

四、附录

;*FileName:

;*Author:

MCDApplicationTeam

;*Version:

Date:

11-March-2011

;*Description:

STM32F10xHighDensityDevicesvectortableforMDK-ARM

;*toolchain.

;*Thismoduleperforms:

;*-SettheinitialSP

;*-SettheinitialPC==Reset_Handler

;*-SetthevectortableentrieswiththeexceptionsISRaddress

;*-Configuretheclocksystemandalsoconfiguretheexternal

;*SRAMmountedonSTM3210E-EVALboardtobeusedasdata

;*memory（optional,tobeenabledbyuser）

;*-Branchesto__mainintheClibrary（whicheventually

;*callsmain（））.

;*AfterResettheCortexM3processorisinThreadmode,

;*priorityisPrivileged,andtheStackissettoMain.

;*<<>>

;*******************************************************************************

;THEPRESENTFIRMWAREWHICHISFORGUIDANCEONLYAIMSATPROVIDINGCUSTOMERS

;WITHCODINGINFORMATIONREGARDINGTHEIRPRODUCTSINORDERFORTHEMTOSAVETIME.

;ASARESULT,STMICROELECTRONICSSHALLNOTBEHELDLIABLEFORANYDIRECT,

;INDIRECTORCONSEQUENTIALDAMAGESWITHRESPECTTOANYCLAIMSARISINGFROMTHE

;CONTENTOFSUCHFIRMWAREAND/ORTHEUSEMADEBYCUSTOMERSOFTHECODING

;INFORMATIONCONTAINEDHEREININCONNECTIONWITHTHEIRPRODUCTS.

;*******************************************************************************

;Amountofmemory（inbytes）allocatedforStack

;Tailorthisvaluetoyourapplicationneeds

;/*********************栈定义*********************/

;StackConfiguration

;StackSize（inBytes）<0x0-0xFFFFFFFF:

;

Stack_SizeEQU0x00000400;EQU伪指令，作用是左边的符号名代表右边的表达式

AREASTACK,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3;定义栈段：

名称为STACK，未初始化，可读写，ELF的栈段按2^3=8对齐

Stack_MemSPACEStack_Size;分配一片连续的存储区域并初始化为0，栈空间：

0x400（1024B）个字节

__initial_sp;栈空间顶地址

;/*********************堆定义*********************/

;HeapConfiguration

;HeapSize（inBytes）<0x0-0xFFFFFFFF:

;

Heap_SizeEQU0x00000200

AREAHEAP,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3

__heap_base;堆空间起始地址

Heap_MemSPACEHeap_Size;堆空间:

0x200（512B）个字节

__heap_limit;堆空间结束地址

PRESERVE8;PRESERVE8指令指定当前文件保持堆栈八字节对齐

THUMB;告诉汇编器下面是32位的Thumb指令，如果需要汇编器将插入位以保证对齐

;中断向量表定义

;VectorTableMappedtoAddress0atReset

;实际上是在CODE区（假设STM32从FLASH启动，则此中断向量表起始地址即为0x08000000）

AREARESET,DATA,READONLY;定义一块数据段，只可读，段名字是RESET

EXPORT__Vectors;EXPORT:

在程序中声明一个全局的标号__Vectors，该标号可在其他的文件中引用

EXPORT__Vectors_End;在程序中声明一个全局的标号__Vectors_End

EXPORT__Vectors_Size;在程序中声明一个全局的标号__Vectors_Size

;DCD（DCDU）用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。

__VectorsDCD__initial_sp;TopofStack;该处物理地址值存储__initial_sp所表示的地址值,即为__Vetors标号所表示的值

DCDReset_Handler;ResetHandler

DCDNMI_Handler;NMIHandler

DCDHardFault_Handler;HardFaultHandler

DCDMemManage_Handler;MPUFaultHandler

DCDBusFault_Handler;BusFaultHandler

DCDUsageFault_Handler;UsageFaultHandler

DCD0;Reserved

DCDSVC_Handler;SVCallHandler

DCDDebugMon_Handler;DebugMonitorHandler

DCD0;Reserved

DCDPendSV_Handler;PendSVHandler

DCDSysTick_Handler;SysTickHandler

;ExternalInterrupts;以下为外部中断向量表

DCDWWDG_IRQHandler;WindowWatchdog

DCDPVD_IRQHandler;PVDthroughEXTILinedetect

DCDTAMPER_IRQHandler;Tamper

DCDRTC_IRQHandler;RTC

DCDFLASH_IRQHandler;Flash

DCDRCC_IRQHandler;RCC

DCDEXTI0_IRQHandler;EXTILine0

DCDEXTI1_IRQHandler;EXTILine1

DCDEXTI2_IRQHandler;EXTILine2

DCDEXTI3_IRQHandler;EXTILine3

DCDEXTI4_IRQHandler;EXTILine4

DCDDMA1_Channel1_IRQHandler;DMA1Channel1

DCDDMA1_Channel2_IRQHandler;DMA1Channel2

DCDDMA1_Channel3_IRQHandler;DMA1Channel3

DCDDMA1_Channel4_IRQHandler;DMA1Channel4

DCDDMA1_Channel5_IRQHandler;DMA1Channel5

DCDDMA1_Channel6_IRQHandler;DMA1Channel6

DCDDMA1_Channel7_IRQHandler;DMA1Channel7

DCDADC1_2_IRQHandler;ADC1&ADC2

DCDUSB_HP_CAN1_TX_IRQHandler;USBHighPriorityorCAN1TX

DCDUSB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler;USBLowPriorityorCAN1RX0

DCDCAN1_RX1_IRQHandler;CAN1RX1

DCDCAN1_SCE_IRQHandler;CAN1SCE

DCDEXTI9_5_IRQHandler;EXTILine9..5

DCDTIM1_BRK_IRQHandler;TIM1Break

DCDTIM1_UP_IRQHandler;TIM1Update

DCDTIM1_TRG_COM_IRQHandler;TIM1TriggerandCommutation

DCDTIM1_CC_IRQHandler;TIM1CaptureCom

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