yuzhongzhen 发表于 2018-3-30 09:16:05

STM32启动文件——startup_stm32f10x_hd.s

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STM32启动文件——startup_stm32f10x_hd.s
宗旨:技术的学习是有限的,分享的精神是无限的。
一、启动文件的作用 (关于启动代码的作用,前面已经提到过了,这里再啰嗦一下)(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、启动文件中提到的汇编指令
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,可被外部的文件使用
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标号,如果外部文件没有定义也不出错。
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
ALIGN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
BL跳转到由寄存器/标号给出的地址,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
BX跳转到由寄存器/标号给出的地址,不用返回

三、启动代码详解1、stack——栈
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[*]Stack_Size   EQU   0x00000400
[*]   
[*]               AREA    STACK, NOINIT, READWRITE,ALIGN=3
[*]Stack_Mem      SPACE   Stack_Size
[*]__initial_sp


       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。
2、heap——堆
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[*]Heap_Size      EQU   0x00000200
[*]   
[*]               AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE,ALIGN=3
[*]__heap_base
[*]Heap_Mem       SPACE   Heap_Size
[*]__heap_limit


       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 view plain copy



[*]AREA    RESET, 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。
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[*]__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 Handler
[*]               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   SysTick_Handler            ; SysTick Handler
[*]   
[*]               ; External Interrupts
[*]               DCD   WWDG_IRQHandler            ; Window Watchdog
[*]               DCD   PVD_IRQHandler             ; PVD through EXTI Line detect
[*]               DCD   TAMPER_IRQHandler          ; Tamper
[*]               DCD   RTC_IRQHandler             ; RTC
[*]               DCD   FLASH_IRQHandler         ; Flash
[*]               DCD   RCC_IRQHandler             ; RCC
[*]               DCD   EXTI0_IRQHandler         ; EXTI Line 0
[*]               DCD   EXTI1_IRQHandler         ; EXTI Line 1
[*]               DCD   EXTI2_IRQHandler         ; EXTI Line 2
[*]               DCD   EXTI3_IRQHandler         ; EXTI Line 3
[*]               DCD   EXTI4_IRQHandler         ; EXTI Line 4
[*]               DCD   DMA1_Channel1_IRQHandler   ; DMA1Channel 1
[*]               DCD   DMA1_Channel2_IRQHandler   ; DMA1Channel 2
[*]               DCD   DMA1_Channel3_IRQHandler   ; DMA1Channel 3
[*]               DCD   DMA1_Channel4_IRQHandler   ; DMA1Channel 4
[*]               DCD   DMA1_Channel5_IRQHandler   ; DMA1Channel 5
[*]               DCD   DMA1_Channel6_IRQHandler   ; DMA1Channel 6
[*]               DCD   DMA1_Channel7_IRQHandler   ; DMA1 Channel 7
[*]               DCD   ADC1_2_IRQHandler          ; ADC1 & ADC2
[*]               DCD   USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler; USBHigh Priority or CAN1 TX
[*]               DCD   USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler; USB LowPriority or CAN1 RX0
[*]               DCD   CAN1_RX1_IRQHandler      ; CAN1 RX1
[*]               DCD   CAN1_SCE_IRQHandler      ; CAN1 SCE
[*]               DCD   EXTI9_5_IRQHandler         ; EXTI Line 9..5
[*]               DCD   TIM1_BRK_IRQHandler      ; TIM1 Break
[*]               DCD   TIM1_UP_IRQHandler         ; TIM1 Update
[*]               DCD   TIM1_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM1Trigger and Commutation
[*]               DCD   TIM1_CC_IRQHandler         ; TIM1 Capture Compare
[*]               DCD   TIM2_IRQHandler            ; TIM2
[*]               DCD   TIM3_IRQHandler            ; TIM3
[*]               DCD   TIM4_IRQHandler            ; TIM4
[*]               DCD   I2C1_EV_IRQHandler         ; I2C1 Event
[*]               DCD   I2C1_ER_IRQHandler         ; I2C1 Error
[*]               DCD   I2C2_EV_IRQHandler         ; I2C2 Event
[*]               DCD   I2C2_ER_IRQHandler         ; I2C2 Error
[*]               DCD   SPI1_IRQHandler            ; SPI1
[*]               DCD   SPI2_IRQHandler            ; SPI2
[*]               DCD   USART1_IRQHandler          ; USART1
[*]               DCD   USART2_IRQHandler          ; USART2
[*]               DCD   USART3_IRQHandler          ; USART3
[*]               DCD   EXTI15_10_IRQHandler       ; EXTI Line 15..10
[*]               DCD   RTCAlarm_IRQHandler      ; RTC Alarm through EXTI Line
[*]               DCD   USBWakeUp_IRQHandler       ; USB Wakeup from suspend
[*]               DCD   TIM8_BRK_IRQHandler      ; TIM8 Break
[*]               DCD   TIM8_UP_IRQHandler         ; TIM8 Update
[*]               DCD   TIM8_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM8Trigger and Commutation
[*]               DCD   TIM8_CC_IRQHandler         ; TIM8 Capture Compare
[*]               DCD   ADC3_IRQHandler            ; ADC3
[*]               DCD   FSMC_IRQHandler            ; FSMC
[*]               DCD   SDIO_IRQHandler            ; SDIO
[*]               DCD   TIM5_IRQHandler            ; TIM5
[*]               DCD   SPI3_IRQHandler            ; SPI3
[*]               DCD   UART4_IRQHandler         ; UART4
[*]               DCD   UART5_IRQHandler         ; UART5
[*]               DCD   TIM6_IRQHandler            ; TIM6
[*]               DCD   TIM7_IRQHandler            ; TIM7
[*]               DCD   DMA2_Channel1_IRQHandler   ; DMA2Channel1
[*]               DCD   DMA2_Channel2_IRQHandler   ; DMA2Channel2
[*]               DCD   DMA2_Channel3_IRQHandler   ; DMA2Channel3
[*]               DCD   DMA2_Channel4_5_IRQHandler; DMA2 Channel4 & Channel5
[*]__Vectors_End


__Vectors_Size EQU__Vectors_End - __Vectors__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 0 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
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[*]AREA   |.text|, CODE, READONLY


       定义一个名为.text,可读的代码段
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[*]Reset_HandlerPROC
[*]               EXPORTReset_Handler            
[*]               IMPORT__main
[*]               IMPORTSystemInit
[*]               LDR   R0, =SystemInit
[*]               BLX   R0               
[*]               LDR   R0, =__main
[*]               BX      R0
[*]               ENDP


       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。
5、终端服务子程序
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[*]NMI_Handler   PROC
[*]               EXPORTNMI_Handler               
[*]               B       .
[*]               ENDP
[*]HardFault_Handler\
[*]               PROC
[*]               EXPORTHardFault_Handler         
[*]               B       .
[*]               ENDP
[*]MemManage_Handler\
[*]               PROC
[*]               EXPORTMemManage_Handler         
[*]               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       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。
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[*]IF   :DEF:__MICROLIB
[*]               
[*]                EXPORT__initial_sp
[*]                EXPORT__heap_base
[*]                EXPORT__heap_limit
[*]               
[*]                ELSE
[*]               
[*]                IMPORT__use_two_region_memory
[*]                EXPORT__user_initial_stackheap
[*]                  
[*]__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
[*]   
[*]                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。
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