请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

详解STM32启动文件

[复制链接]
STMCU小助手 发布时间:2021-7-27 10:44
本文对STM32启动文件startup_stm32f10x_hd.s的代码进行讲解,此文件的代码在任何一个STM32F10x工程中都可以找到。
; ^" E: ~( j3 e启动文件使用的ARM汇编指令汇总1 A4 V$ |. `# p9 Q
1.jpg 6 g3 V" h4 B0 o* h4 q) V8 l
6 m2 D7 B* f9 }9 @3 d2 z) d; X

4 @' ]% b5 @* M+ o. d. o0 D+ P% yStack——栈$ _8 o7 B3 X6 g9 S7 j" t
  1. <font face="微软雅黑" size="3">Stack_Size EQU 0x00000400
    # s! P) z; o" E# L8 {, C

  2. 1 f+ F; D8 _6 O! ?8 c2 ^1 t" b
  3. AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=$ [5 l. N% p# Q9 u! P, `5 v; C$ }
  4. Stack_Mem SPACE Stack_Size* J" I; O9 Q6 s
  5. __initial_sp</font>
复制代码
开辟栈的大小为 0X00000400(1KB),名字为 STACK, NOINIT 即不初始化,可读可写, 8(2^3)字节对齐。
3 @5 ?& h' E% A9 `1 E2 W9 v    栈的作用是用于局部变量,函数调用,函数形参等的开销,栈的大小不能超过内部SRAM 的大小。如果编写的程序比较大,定义的局部变量很多,那么就需要修改栈的大小。如果某一天,你写的程序出现了莫名奇怪的错误,并进入了硬 fault 的时候,这时你就要考虑下是不是栈不够大,溢出了。
. W2 i' w) q# v: V, p- S    EQU:宏定义的伪指令,相当于等于,类似于C 中的 define。
, }) T5 n2 ]9 ^2 w2 m3 j    AREA:告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK 表示段名,这个可以任意命名;NOINIT 表示不初始化;READWRITE 表示可读可写, ALIGN=3,表示按照 2^3对齐,即 8 字节对齐。
' t; e$ R) ~" L. O+ B    SPACE:用于分配一定大小的内存空间,单位为字节。这里指定大小等于 Stack_Size。
* `# E" Q6 x2 X0 [4 B. n' A0 [7 i$ \    标号__initial_sp 紧挨着 SPACE 语句放置,表示栈的结束地址,即栈顶地址,栈是由高向低生长的。
: @$ W* `1 G* t+ n8 o6 p- |3 d& B
9 S% P3 a, \  X& k; F

6 F7 }8 L7 a8 ]/ P$ w# `- ?) s+ y( y+ K- U4 ]5 K( w, c
9 c+ ?9 J; F0 g2 A
Heap——堆
/ V8 v' a/ m" c" f2 B2 g- y 2.jpg ! D2 _3 S8 e9 ?- w2 ]1 a2 s
   
+ G5 J8 z; j8 Y+ v- F& U开辟堆的大小为 0X00000200(512 字节),名字为 HEAP, NOINIT 即不初始化,可读可写, 8(2^3)字节对齐。__heap_base 表示对的起始地址, __heap_limit 表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的,跟栈的生长方向相反。
# F! K; ^' W, C& ~5 _" j8 \堆主要用来动态内存的分配,像 malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在 STM32里面用的比较少。" ]# u" u6 K6 L, l+ G
  1. <font face="微软雅黑" size="3"> PRESERVE8
    * o! C7 l4 u# @5 i  e+ n% g
  2. THUMB</font>
复制代码
PRESERVE8:指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。
) Y. e7 N( W5 Y  e    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 的超集。  L" L. h" F# H

8 [9 L0 @  N* U) N& J) _
2 G  Z8 }6 m8 b; `+ H" }) I
向量表
  o9 t( L2 X/ o% N' ]9 i. T7 ~
  1. <font face="微软雅黑" size="3">AREA RESET, DATA, READONLY
    " t! I" c" ]4 u( ^
  2. EXPORT __Vectors
    3 ]: d( C: Q9 e0 P  {% @+ w
  3. EXPORT __Vectors_End
    8 h  s  k( ?( Q# r1 K$ u: @
  4. EXPORT __Vectors_Size</font>
复制代码
定义一个数据段,名字为 RESET,可读。并声明 __Vectors、 __Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号具有全局属性,可供外部的文件调用。
7 q$ w  n3 a3 X    EXPORT:声明一个标号可被外部的文件使用,使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器,则使用的是 GLOBAL 这个指令。
" n& S8 x' Z& z( Y, P& J" Q    当内核响应了一个发生的异常后,对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定 ESR的入口地址, 内核使用了―向量表查表机制‖。这里使用一张向量表。向量表其实是一个WORD(32 位整数)数组,每个下标对应一种异常,该下标元素的值则是该 ESR 的入口地址。向量表在地址空间中的位置是可以设置的,通过 NVIC 中的一个重定位寄存器来指出向量表的地址。在复位后,该寄存器的值为 0。因此,在地址 0 (即 FLASH 地址 0) 处必须包含一张向量表,用于初始时的异常分配。要注意的是这里有个另类:0 号类型并不是什么入口地址,而是给出了复位后 MSP 的初值。下图是F103的向量表。
+ i1 G0 I, c5 f5 R/ a3 U. ` 2.png 7 a( W1 k- H# d9 K( i8 E) m' k0 ]
  1. <font face="微软雅黑" size="3">__Vectors DCD __initial_sp ;栈顶地址" b: W) U: w% D) L+ e8 k" _/ F* f2 ]
  2. DCD Reset_Handler ;复位程序地址) P6 I6 k  K6 w0 j
  3. DCD NMI_Handler
    ( o! r8 E) _3 T" ?& x# j1 X  P
  4. DCD HardFault_Handler( Z/ `% s& b( ~1 v6 Y' D  w/ o9 N
  5. DCD MemManage_Handler
    $ c: z( R( C1 p# b$ m  V% z
  6. DCD BusFault_Handler
    1 K, V# x# ]* e/ Y) w! B8 _
  7. DCD UsageFault_Handler9 v" b# c+ v& X% x
  8. DCD 0 ; 0 表示保留
    $ [; S* ^* K0 F: {: U
  9. DCD 02 |9 ~: r0 s* Y3 _% C7 q
  10. DCD 0
    , R1 L) ?( V. e0 q0 R7 e
  11. DCD 03 M# W  b8 n5 `: n: z% ?
  12. DCD SVC_Handler: d6 _. m. `' r5 ~
  13. DCD DebugMon_Handler2 B" i' e6 J1 n0 B
  14. DCD 0
    8 u4 L2 S8 Y2 }, T# U6 n
  15. DCD PendSV_Handler6 s. w3 K1 {& [& g9 ?' r& {
  16. DCD SysTick_Handler
    8 Q) F- ^. Q$ d9 j% X( B
  17. ;外部中断开始$ E. o! D% P4 w4 w# L8 N2 V+ C5 `6 _
  18. DCD WWDG_IRQHandler# G; m$ ^0 C  g3 h! Q
  19. DCD PVD_IRQHandler
    8 l3 t% b# C! ]; q
  20. DCD TAMPER_IRQHandler
    , ]) L- x$ P" C
  21. ;限于篇幅,中间代码省略
    4 N6 p) Y4 A1 H7 B
  22. DCD DMA2_Channel2_IRQHandler: K! R+ C* D- S9 a0 R4 X2 U: z
  23. DCD DMA2_Channel3_IRQHandler
    9 ]' G8 Y" J0 Q+ @) E! m
  24. DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler
    ( L# R: c% Z9 |1 a* l+ J/ @
  25. __Vectors_End
    7 _3 T9 `: v2 F$ Z7 I; l
  26. __Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors5 G1 H  u- {  L) ?* t( X3 a" a
  27. </font>
复制代码
__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。& }: C0 u$ F7 M
    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。( ~' Z: N* c- I6 y; X" w; h
    DCD:分配一个或者多个以字为单位的内存,以四字节对齐,并要求初始化这些内存。在向量表中, DCD 分配了一堆内存,并且以 ESR 的入口地址初始化它们。
5 e' r: _! |$ W7 q2 ^  W  E' U# S; D

. N1 a! S. {; x0 m0 N7 \复位程序" Y$ l; G0 ~! Q, ?0 a" |7 Z
  1. <font face="微软雅黑" size="3">AREA |.text|, CODE, READONLY</font>
复制代码
定义一个名称为.text 的代码段,可读。
: s  y$ A: Z% }. j$ g2 e5 |% ^ 3.jpg 2 ~0 _1 T' L0 ]. x
    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_mian,最终调用 main 函数去到 C 的世界。. d5 M6 @4 ]# s+ j7 @# T2 `
    WEAK:表示弱定义,如果外部文件优先定义了该标号则首先引用该标号,如果外部文件没有声明也不会出错。这里表示复位子程序可以由用户在其他文件重新实现,这里并不是唯一的。
3 A: A. P  f! Z# H2 ^& J; ~    IMPORT:表示该标号来自外部文件,跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。这里表示 SystemInit 和__main 这两个函数均来自外部的文件。
: g* F" L) U- N2 K/ u/ M) |4 z    SystemInit()是一个标准的库函数,在 system_stm32f10x.c 这个库文件中定义。主要作用是配置系统时钟,这里调用这个函数之后,单片机的系统时钟配被配置为 72M。__main 是一个标准的 C 库函数,主要作用是初始化用户堆栈,并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。% G* |4 J; X  u+ Q
     LDR、 BLX、 BX 是 CM4 内核的指令,可在《CM3 权威指南 CnR2》第四章-指令集里面查询到,具体作用见下表:
  M, q% W& A, s 4.jpg . a, h: `5 ?( J$ ?9 e4 V

) n$ u7 J: G- H% W中断服务程序5 [( H4 ~5 ?  a' q  y1 {
    在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。
8 Y- N4 f, k7 z7 e3 f    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。& Q6 T, H# W/ O1 ?* R* r5 {8 T
  1. <font face="微软雅黑" size="3">NMI_Handler PROC ;系统异常
    # L$ {5 i: V2 o4 e
  2. EXPORT NMI_Handler [WEAK]
    , Y+ s6 L  [9 p4 n# j
  3. B .
    9 \' f' K* i# a( F, ]4 [
  4. ENDP
    ( a- R1 X  @$ E- g
  5. ;限于篇幅,中间代码省略
    3 S1 b. f3 Y6 p7 I5 V
  6. SysTick_Handler PROC: N( i+ c. T1 E' ~
  7. EXPORT SysTick_Handler [WEAK]
    & r. o; T/ q% P. s! L/ F# O
  8. B .
    : J; k+ k1 `' \/ U6 V5 h" ^
  9. ENDP9 a1 C- Y$ q- m7 @1 S
  10. Default_Handler PROC ;外部中断
    / q$ c' g5 N5 i, K
  11. EXPORT WWDG_IRQHandler [WEAK]
    / G. h; z  J& x8 y
  12. EXPORT PVD_IRQHandler [WEAK]
    & s  c1 [  D4 M) X
  13. EXPORT TAMP_STAMP_IRQHandler [WEAK]1 I1 [5 c; V8 E1 ]( I; Q! A
  14. ;限于篇幅,中间代码省略8 f6 T* I' K- \" [" Y* N0 A
  15. LTDC_IRQHandler% c1 l( c  l4 i( c# Z& ^7 S; s
  16. LTDC_ER_IRQHandler* ^0 y4 [0 v) G( c
  17. DMA2D_IRQHandler; p7 M+ v, q- a! m$ `5 X
  18. B .* h& e7 M3 O$ r; @- S6 Y* j+ O
  19. ENDP</font>
复制代码
B:跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’,即表示无线循环5 L% v* F% d( L0 H
用户堆栈初始化
. I* s' A# [) w9 |/ k
  1. <font face="微软雅黑" size="3">ALIGN</font>
复制代码
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。
4 R; r+ \1 l, T/ P首先判断是否定义了__MICROLIB ,如果定义了这个宏则赋予标号__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。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置,具体见图 15-2。然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。
$ K! ?" Y7 l$ H. H 5.jpg
' d* D7 n" c- [0 D+ T1 o* b: \  }    如果没有定义__MICROLIB,则才用双段存储器模式,且声明标号__user_initial_stackheap 具有全局属性,让用户自己来初始化堆栈。
# V% d  o/ I+ F" Z! I    IF,ELSE,ENDIF:汇编的条件分支语句,跟 C 语言的 if ,else 类似4 J7 e4 {8 H( B4 O, m! |( k! g$ s* D

- ^/ Y1 p7 ?" }, N4 G& `    END:文件结束' m. a* _# L- z5 Q" F. o

; F% I4 h9 v% |5 P% {2 _  B
4 H2 a5 d- W6 V8 z6 o3 H( U( L  j

0 e/ J9 j( H& N% K4 i8 P' k
收藏 评论0 发布时间:2021-7-27 10:44

举报

0个回答
关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版