stm32启动文件详解.doc
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1、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 3.5版的启动文件还调用了在 system_stm32f10x.c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defineAREA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
2、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B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L
3、DR从存储器中加载字到一个寄存器中BL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LRBLX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LRBX跳转到由寄存器/标号给出的地址,不用返回三、启动代码1.stack - 栈Stack_SizeEQU 0x00000400; 栈的大小 AREASTACK, NOINIT, READWRITE,ALIGN=3Stack_Mem SPACEStack_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(23)字节对齐的1KB空间
4、。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(23= 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。2.heap - 堆Heap_SizeEQU 0x00000200; 堆的大小(512Bytes) AREA HEAP, NOINIT, READWRITE,ALIGN=3_heap_base; 堆的起始地址Heap_Mem SPACEHeap_Size; 分配堆空间_heap
5、_limit; 堆的结束地址 分配名为HEAP,不初始化,可读可写,8(23)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, READONLYEXPORT _Vect
6、ors 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。 _Vectors DCD _initial_sp ; Top of Stack DCD Reset_Handler ; Reset Handler DCD NMI_Handler ; NMI Handler DCD HardFault_Handler; Hard Fault Handler DCD MemManage_Handler; MPU Fault H
7、andler DCD BusFault_Handler; Bus Fault Handler DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD SVC_Handler ; SVCall Handler DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler DCD 0 ; Reserved DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler DCD SysTi
8、ck_Handler ; SysTick Handler ; External Interrupts DCD WWDG_IRQHandler; Window Watchdog ._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
9、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 EXPORT Reset_HandlerWEAK IMPORT _main IMPORT SystemInit LDR R0, =SystemInit BLX R0 LDR R0, =_main BX R0 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
10、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:IMPORTmainBmain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ARM ADS环境中,还另外提供了一套系统级的呼叫机制。 IMPORT _mainB_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
11、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 B main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B main 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
12、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:startup.s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
13、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 EXPORT NMI_Handler WEAK B . ENDPHardFault_Handler PROC EXPORT HardFault_Handler WEAK B . ENDPMemManage_Handler PROC EXPOR
14、T MemManage_Handler WEAK B . 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
15、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 LDR R0, = Heap_Mem LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size) LDR R2, =(Heap_Mem + Heap_Size) LDR R3, =Stack_Mem BX LR ALIGN
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