我们写嵌入式程序,基本上采用C语言来编写,以main( )作为程序的入口。但实际上,mian()并不是最先要执行的,在这之前需要做一些基本的工作,如堆、栈的定义;main函数的复位连接等,这些工作就需要一个专门的启动程序来完成,由于需要做的工作内容不多,并且需要更直接的管理内存,一般采用汇编编写。 无论是STM32、ARM系列的单片机,还是简单的如51,PIC等,都以为上述原因,需要启动程序,只不过51,PIC等单片机的启动程序已经在相应的IDE编译、链接的时候隐含的编译了,故在写单片机程序的时候无需考虑。而STM32的启动有相应的启动文件,本文将采用KEIL MDK自带的启动文件STM32F10x.s进行分析。 1 启动模式的选择1 j1 A8 ?4 W; {$ R ^ STM32芯片自带的启动方式有3种如下表
就程序的启动而言,采用以上3种方式启动,但对于一个嵌入式系统的程序来说,如果程序执行文件很大,而STM32内置的存储空间有限,就需要外置Nand flash/Nor flash 和SDRAM,即程序存储在flash中,程序执行在SDRAM中,既节约了成本有提高了运行效率。如果采用外置的Flash+SDRAM的方式,就需要一个更加复杂的启动文件(bootloader),需要考虑flash的COPY,Flash的驱动,内存的管理,通信机制等,本文暂不涉及此内容,以后有机会专门讲述。 2 启动文件STM32F10x.s分析 关于STM32F10x.s的启动文件,主要做了3个工作:分配和初始化堆、栈;定义复位向量并初始化;中断向量表及其相应的异常处理程序。 2.1 定义堆、栈及其初始化 堆和栈是能够运行C语言的前提,如以下程序: 定义栈: Stack_Size EQU 0x00000200% a {, U9 t |! Q AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3- h) `; v) R: G1 u7 k: [7 x Stack_Mem SPACE Stack_Size __initial_sp0 e' r1 f9 P: g0 s, O8 T1 J 定义堆: Heap_Size EQU 0x00000000 `; b/ ~% W; f* E& k. B# ~, h AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3+ `' b) c/ C7 P' z __heap_base Heap_Mem SPACE Heap_Size0 B" {" P5 d8 N$ N$ j __heap_limit( U6 Y" M b& S) j8 g; X; I 初始化堆、栈:2 K# I+ K4 o( D0 b, z _user_initial_stackheap LDR R0, = Heap_Mem LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)8 ~# ^" i. Y( p: [% a# Q LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)9 E/ B3 G, W9 h ~/ n LDR R3, = Stack_Mem# L3 m. i* [* r0 k3 A) K BX LR 2.2 定义复位向量 Boot引脚的设置不同,复位时,起始地址的位置不同,SRAM的起始地址为0x2000000, flash的起始地址为0x8000000。Cortex-M3内核规定,起始地址必须存放堆定指针,而第二个地址必须存放复位中断入口向量。在系统复位时,内核会自动从其实地址的下一个地址(即32位)空间取出复位中断入口向量,然后跳转到复位中断服务程序,该服务程序就会跳转到main()执行程序。 中断向量表(部分向量):7 b' V, x: N$ t$ p8 N( `: m __Vectors8 ~+ f: {6 E; U) ^+ } DCD __initial_sp ; Top of Stack // 初始化堆跳转! y. Z: O7 w) z# k+ W& n# s DCD Reset_Handler ; Reset Handler // 复位中断向量跳转 DCD NMI_Handler ; NMI Handler2 m& ]- E( S( u DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler( C* N' k0 ]3 P- F1 D i DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved2 j: [8 Q/ C# W/ T DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved" y( N% M9 {7 S8 J3 u, l6 ^0 Q1 ] DCD SVC_Handler ; SVCall Handler DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler DCD 0 ; Reserved/ u6 ]0 C! ]% F DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler- `$ ~6 v1 ?- W. H DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler; |" Q7 N! m. H4 ? ~ 复位中断服务程序3 \8 L& B! | C& i* p ; Reset Handler // 该程序会跳转到main() Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler [WEAK] IMPORT __main2 d% C C/ ?7 o; O8 s4 X! B LDR R0, =__main1 n1 T5 G& [0 y$ k9 ^# a0 p) F; d BX R0: c- t5 S4 x+ D+ T ENDP 3 其他中断向量及服务子程序 在启动文件中,只定义了中断向量,其相应的服务子程序跳转到空操作。为以后扩展中断服务程序做了准备。 在以上这些都胜利跑完之后,我们的微处理器(MCU)就开始main函数之旅…… |
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