' m. t& ^- M0 k/ ?5 K/ T; U大神的解读，看懂的不多，与坛友分享，期待牛人来讲课


相对于ARM上一代的主流ARM7/ARM9内核架构，新一代Cortex内核架构的启动方式有了比较大的变化。ARM7/ARM9内核的控制器在复位后，CPU会从存储空间的绝对地址0x000000取出第一条指令执行复位中断服务程序的方式启动，即固定了复位后的起始地址为0x000000（PC = 0x000000）同时中断向量表的位置并不是固定的。而Cortex-M3内核则正好相反，有3种情况:
1、 通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于SRAM区，即起始地址为0x2000000，同时复位后PC指针位于0x2000000处；
2、 通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于FLASH区，即起始地址为0x8000000，同时复位后PC指针位于0x8000000处；
) l7 n' ^! n! C1 B3、 通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于内置Bootloader区，本文不对这种情况做论述；
而Cortex-M3内核规定，起始地址必须存放堆顶指针，而第二个地址则必须存放复位中断入口向量地址，这样在Cortex-M3内核复位后，会自动从起始地址的下一个32位空间取出复位中断入口向量，跳转执行复位中断服务程序。对比ARM7/ARM9内核，Cortex-M3内核则是固定了中断向量表的位置而起始地址是可变化的。
) E1 @% Q8 R/ r+ w1 _有了上述准备只是后，下面以STM32的2.02固件库提供的启动文件“stm32f10x_vector.s”为模板，对STM32的启动过程做一个简要而全面的解析。
; X* Z. `, Q, b+ q+ y0 W
程序清单一：
7 C4 |& ?9 _, \" E9 X；文件“stm32f10x_vector.s”，其中注释为行号
5 z+ n  {3 m8 I$ U# TDATA_IN_ExtSRAM EQU 0 ；1
$ G2 r9 Y9 m$ fStack_Size EQU 0x00000400 ；2
+ L; R, e" k$ k+ f& EAREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3 ；3
Stack_Mem SPACE Stack_Size ；4
3 F- y6 e, A8 m& C* j1 [__initial_sp ；5
% Z. A5 ?$ o& [! }7 ^Heap_Size EQU 0x00000400 ；6
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3 ；7
1 |4 Q0 w0 K, l3 c__heap_base ；8
Heap_Mem SPACE Heap_Size ；9
__heap_limit ；10
  B" I& S$ b! S* ]) gTHUMB ；11
# {$ ^, }" Z% x; Z: G2 aPRESERVE8 ；12
IMPORT NMIException ；13
IMPORT HardFaultException ；14
IMPORT MemManageException ；15
. w! ?' B& O! G8 d8 yIMPORT BusFaultException ；16
( A5 [( z) E8 x! y3 C* ?IMPORT UsageFaultException ；17
& M) \) I% s. u2 m* DIMPORT SVCHandler ；18
) ?. G0 y. l. [5 tIMPORT DebugMonitor ；19
) M' |, E! e  S6 c) BIMPORT PendSVC ；20
8 ?6 a  [1 g' x7 \, CIMPORT SysTickHandler ；21
8 d0 i: @0 Z6 v' M& z5 sIMPORT WWDG_IRQHandler ；22
IMPORT PVD_IRQHandler ；23
IMPORT TAMPER_IRQHandler ；24
IMPORT RTC_IRQHandler ；25
IMPORT FLASH_IRQHandler ；26
IMPORT RCC_IRQHandler ；27
IMPORT EXTI0_IRQHandler ；28
IMPORT EXTI1_IRQHandler ；29
2 c5 k' ]! X4 Z* @( |IMPORT EXTI2_IRQHandler ；30
IMPORT EXTI3_IRQHandler ；31
! W( E3 A% @4 \! C3 ?; DIMPORT EXTI4_IRQHandler ；32
IMPORT DMA1_Channel1_IRQHandler ；33
6 H' y8 x% o! q2 D8 G- t) f* pIMPORT DMA1_Channel2_IRQHandler ；34
5 {+ C1 n7 Q, NIMPORT DMA1_Channel3_IRQHandler ；35
IMPORT DMA1_Channel4_IRQHandler ；36
6 v* M0 R8 c2 E8 i$ _: z- Q* W2 qIMPORT DMA1_Channel5_IRQHandler ；37
. N# X: N# o) }  ~; FIMPORT DMA1_Channel6_IRQHandler ；38
IMPORT DMA1_Channel7_IRQHandler ；39
; Z+ S2 D- A1 i+ ^5 g* Y4 @IMPORT ADC1_2_IRQHandler ；40
1 {# l2 k) @; V- T* FIMPORT USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ；41
IMPORT USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler ；42
7 d& L- _7 W1 c3 x. `IMPORT CAN_RX1_IRQHandler ；43
IMPORT CAN_SCE_IRQHandler ；44
0 ]( ]0 I, l% B6 ~* H$ MIMPORT EXTI9_5_IRQHandler ；45
7 K$ x$ _: `& ?" `0 G3 _6 V! R# JIMPORT TIM1_BRK_IRQHandler ；46
: k3 Y+ k* T& B  h4 I- rIMPORT TIM1_UP_IRQHandler ；47
IMPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler ；48
! p, {" K9 _+ _4 ]/ O/ h# P3 _IMPORT TIM1_CC_IRQHandler ；49
- T& u8 ~( P' K% D5 ?! cIMPORT TIM2_IRQHandler ；50
IMPORT TIM3_IRQHandler ；51
IMPORT TIM4_IRQHandler ；52
% V1 \" q6 T  ~IMPORT I2C1_EV_IRQHandler ；53
IMPORT I2C1_ER_IRQHandler ；54
& S' E7 g7 J. k' s# a/ ~& D- `* f, rIMPORT I2C2_EV_IRQHandler ；55
3 x+ ?6 i( T% U) f' p/ r; b  n6 s+ nIMPORT I2C2_ER_IRQHandler ；56
0 S8 L& w' M5 |& S# rIMPORT SPI1_IRQHandler ；57
* g5 i# Y6 p1 I: e4 [IMPORT SPI2_IRQHandler ；58
. k/ f8 I, p9 b& u+ k" B  JIMPORT USART1_IRQHandler ；59
IMPORT USART2_IRQHandler ；60
IMPORT USART3_IRQHandler ；61
IMPORT EXTI15_10_IRQHandler ；62
7 f( i2 u' I( b5 TIMPORT RTCAlarm_IRQHandler ；63
IMPORT USBWakeUp_IRQHandler ；64
# [3 l: z8 Y7 J, x$ kIMPORT TIM8_BRK_IRQHandler ；65
IMPORT TIM8_UP_IRQHandler ；66
IMPORT TIM8_TRG_COM_IRQHandler ；67
IMPORT TIM8_CC_IRQHandler ；68
IMPORT ADC3_IRQHandler ；69
IMPORT FSMC_IRQHandler ；70
; \2 q* ]: [% B  H- M: g" TIMPORT SDIO_IRQHandler ；71
1 i% X2 |6 |  B5 bIMPORT TIM5_IRQHandler ；72
, h" f1 S3 {, E8 l3 w: c' n* WIMPORT SPI3_IRQHandler ；73
; |# S7 N, G) F$ ^0 [IMPORT UART4_IRQHandler ；74
IMPORT UART5_IRQHandler ；75
( u; w2 [. I5 |$ F# l) `IMPORT TIM6_IRQHandler ；76
3 k6 ^. g4 n; |. e# q% I/ VIMPORT TIM7_IRQHandler ；77
* X9 E6 k  r: I0 U/ j1 pIMPORT DMA2_Channel1_IRQHandler ；78
. p: [' x+ a% x1 B- ~IMPORT DMA2_Channel2_IRQHandler ；79
IMPORT DMA2_Channel3_IRQHandler ；80
IMPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler ；81
AREA RESET, DATA, READONLY ；82
  c; q$ ]2 v$ x) iEXPORT __Vectors ；83
' A& n/ A/ J# R' q) z" G__Vectors ；84
DCD __initial_sp ；85
DCD Reset_Handler ；86
0 o$ `- ?0 F4 I8 a: H, A9 |DCD NMIException ；87
DCD HardFaultException ；88
+ s* r3 n8 w; z6 GDCD MemManageException ；89
DCD BusFaultException ；90
7 i, e2 U9 E" dDCD UsageFaultException ；91
9 U/ G& }+ y% {& YDCD 0 ；92
+ e5 Y# f) n3 C5 Q2 q) aDCD 0 ；93
, \+ s- [) Q  w7 Q+ k" \# m; L4 xDCD 0 ；94
1 \  H% m: v  Q, E$ PDCD 0 ；95
! X6 ]; j4 l3 R  KDCD SVCHandler ；96
DCD DebugMonitor ；97
DCD 0 ；98
DCD PendSVC ；99
DCD SysTickHandler ；100
$ @; m" M3 ]) x' M0 K. N% X5 B( d! EDCD WWDG_IRQHandler ；101
7 ]$ q$ n: _: |, V! ~* m9 yDCD PVD_IRQHandler ；102
DCD TAMPER_IRQHandler ；103
: `7 I+ B0 l, B; L+ R! N  wDCD RTC_IRQHandler ；104
DCD FLASH_IRQHandler ；105
" R( F# O7 D1 D6 S& n( EDCD RCC_IRQHandler ；106
: C; g* ]# ?& S& k2 v. LDCD EXTI0_IRQHandler ；107
DCD EXTI1_IRQHandler ；108
DCD EXTI2_IRQHandler ；109
. w% w5 R% q: ?0 |) [DCD EXTI3_IRQHandler ；110
" A0 ?' `" ^# s0 rDCD EXTI4_IRQHandler ；111
DCD DMA1_Channel1_IRQHandler ；112
DCD DMA1_Channel2_IRQHandler ；113
DCD DMA1_Channel3_IRQHandler ；114
/ Y& @, w9 I+ Y; b' r6 Y1 g2 @DCD DMA1_Channel4_IRQHandler ；115
, w+ t- B$ W6 s- U; Z3 t* XDCD DMA1_Channel5_IRQHandler ；116
DCD DMA1_Channel6_IRQHandler ；117
! |) j# y# F! k$ L1 VDCD DMA1_Channel7_IRQHandler ；118
. k: g+ x) i+ S( p" ?* ADCD ADC1_2_IRQHandler ；119
  Z1 r% A# r5 f, mDCD USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ；120
DCD USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler ；121
- }. \8 O9 K3 P0 K' j( a( hDCD CAN_RX1_IRQHandler ；122
, f# d9 `' `1 @5 W) SDCD CAN_SCE_IRQHandler ；123
DCD EXTI9_5_IRQHandler ；124
DCD TIM1_BRK_IRQHandler ；125
$ t  U/ J, D  B9 J* X- Z2 X2 GDCD TIM1_UP_IRQHandler ；126
DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler ；127
8 t% ?+ r& s1 p1 B( MDCD TIM1_CC_IRQHandler ；128
DCD TIM2_IRQHandler ；129
/ c4 V- B3 |/ x2 i# QDCD TIM3_IRQHandler ；130
DCD TIM4_IRQHandler ；131
DCD I2C1_EV_IRQHandler ；132
9 o+ B' r8 \6 CDCD I2C1_ER_IRQHandler ；133
DCD I2C2_EV_IRQHandler ；134
DCD I2C2_ER_IRQHandler ；135
DCD SPI1_IRQHandler ；136
DCD SPI2_IRQHandler ；137
DCD USART1_IRQHandler ；138
! _9 m: ^5 n7 P7 z0 d! N$ ?DCD USART2_IRQHandler ；139
DCD USART3_IRQHandler ；140
DCD EXTI15_10_IRQHandler ；141
5 r7 ^1 B' q. \. \! H: XDCD RTCAlarm_IRQHandler ；142
  g. O& q, ?+ O1 ^7 |0 {! Y& {DCD USBWakeUp_IRQHandler ；143
0 Q/ Q1 C/ ?* M  u- z! M' qDCD TIM8_BRK_IRQHandler ；144
. }6 o* g5 Y1 `% F; LDCD TIM8_UP_IRQHandler ；145
0 i5 b2 e5 i7 l& B  SDCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler ；146
! {; V* C2 G: N1 j( q- m9 t4 LDCD TIM8_CC_IRQHandler ；147
+ u+ h  x# ~/ b, u) mDCD ADC3_IRQHandler ；148
DCD FSMC_IRQHandler ；149
7 L' M; P- r: x7 t& Q& w. fDCD SDIO_IRQHandler ；150
* F6 O/ H; j( M9 ZDCD TIM5_IRQHandler ；151
DCD SPI3_IRQHandler ；152
DCD UART4_IRQHandler ；153
+ b; W$ B: W, x0 K2 e- [DCD UART5_IRQHandler ；154
DCD TIM6_IRQHandler ；155
: m' k% @% U/ T9 @. c5 _1 uDCD TIM7_IRQHandler ；156
DCD DMA2_Channel1_IRQHandler ；157
DCD DMA2_Channel2_IRQHandler ；158
DCD DMA2_Channel3_IRQHandler ；159
. Y8 P3 \7 Z9 C; x5 z1 pDCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler ；160
9 D8 B, g* ^1 _' W( K" @0 c! GAREA |.text|, CODE, READONLY ；161
Reset_Handler PROC ；162
EXPORT Reset_Handler ；163
( Q9 G6 o8 R: s. Q7 {" U' `) X( iIF DATA_IN_ExtSRAM == 1 ；164
LDR R0,= 0x00000114 ；165
, \- b% f$ _# xLDR R1,= 0x40021014 ；166
STR R0,[R1] ；167
LDR R0,= 0x000001E0 ；168
* x, ^) s& q" PLDR R1,= 0x40021018 ；169
4 L; K4 k  N9 i8 {9 d$ oSTR R0,[R1] ；170
LDR R0,= 0x44BB44BB ；171
0 A! X9 T3 V5 C% n* j; U9 }LDR R1,= 0x40011400 ；172
% k, a2 V+ t; I. g3 d% E# |STR R0,[R1] ；173
# Q! U3 g, W: ZLDR R0,= 0xBBBBBBBB ；174
# T1 U1 x- [! _( @. d* h1 ?LDR R1,= 0x40011404 ；175
STR R0,[R1] ；176
LDR R0,= 0xB44444BB ；177
6 ~/ \7 }* S3 f, t+ ~( @LDR R1,= 0x40011800 ；178
* [- ?) |* X5 R  SSTR R0,[R1] ；179
3 [0 d$ s' J8 L+ g; h4 y/ YLDR R0,= 0xBBBBBBBB ；180
5 A, I6 V! V; ~5 qLDR R1,= 0x40011804 ；181
STR R0,[R1] ；182
# w: F( |$ x( ^/ D0 k; i. {LDR R0,= 0x44BBBBBB ；183
( @3 v0 L. f% X3 vLDR R1,= 0x40011C00 ；184
STR R0,[R1] ；185
LDR R0,= 0xBBBB4444 ；186
: M" C. E: K( j; f$ nLDR R1,= 0x40011C04 ；187
. m" y; f4 B8 W" T8 U7 ASTR R0,[R1] ；188
LDR R0,= 0x44BBBBBB ；189
LDR R1,= 0x40012000 ；190
STR R0,[R1] ；191
) m  y! I2 n- Z% Z1 o) LLDR R0,= 0x44444B44 ；192
& E5 I! P: a+ E5 c2 {LDR R1,= 0x40012004 ；193
STR R0,[R1] ；194
( \( v( Y0 I  T9 GLDR R0,= 0x00001011 ；195
! L' s2 B. T9 w2 n8 xLDR R1,= 0xA0000010 ；196
$ [) h: j4 ^# d3 I" K. I; ySTR R0,[R1] ；197
4 D/ e$ O. z! i+ E0 z/ ^4 f  RLDR R0,= 0x00000200 ；198
LDR R1,= 0xA0000014 ；199
STR R0,[R1] ；200
ENDIF ；201
! M. x* C$ h4 I) Z' MIMPORT __main ；202
LDR R0, =__main ；203
BX R0 ；204
; H; ?  D8 V/ I: \ENDP ；205
ALIGN ；206
IFEF:__MICROLIB ；207
EXPORT __initial_sp ；208
! ^' I8 f2 i% e( b/ I( lEXPORT __heap_base ；209
EXPORT __heap_limit ；210
ELSE ；211
IMPORT __use_two_region_memory ；212
+ [4 i9 u  }' o, y0 a! |/ ^7 PEXPORT __user_initial_stackheap ；213
; j4 k% G! U" l) h% V5 Q& ___user_initial_stackheap ；214
LDR R0, = Heap_Mem ；215
LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size) ；216
$ y2 @( g  G2 B* OLDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size) ；217
LDR R3, = Stack_Mem ；218
* ?2 z3 m8 ^/ u' g9 JBX LR ；219
) Q& ~) `' T/ d6 p* dALIGN ；220
ENDIF ；221
END ；222
5 m0 ?( y1 X6 \! l7 H) TENDIF ；223
7 Q, s, \/ Q* Y# I$ |END ；224
4 N, Z. j. g5 r8 b, j( z
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

) {/ J0 @2 N0 p: }4 n1 V& B$ w
9 X( W; y$ a; o5 i# x4 L

如程序清单一，STM32的启动代码一共224行，使用了汇编语言编写，这其中的主要原因下文将会给出交代。现在从第一行开始分析：
 第1行：定义是否使用外部SRAM，为1则使用，为0则表示不使用。此语行若用C语言表达则等价于：
* J) _! A9 q6 x, ^' X#define DATA_IN_ExtSRAM 0
 第2行：定义栈空间大小为0x00000400个字节，即1Kbyte。此语行亦等价于：
; [3 p" \& m# o7 B#define Stack_Size 0x00000400
 第3行：伪指令AREA，表示
 第4行：开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈。
9 T7 [! w: L& u" g) l 第5行：标号__initial_sp，表示栈空间顶地址。
2 b* U( E6 i/ |- U( x( S" b0 a 第6行：定义堆空间大小为0x00000400个字节，也为1Kbyte。
 第7行：伪指令AREA，表示
, y. v9 e6 R) r  y; h5 J1 _ 第8行：标号__heap_base，表示堆空间起始地址。
 第9行：开辟一段大小为Heap_Size的内存空间作为堆。
3 S) q9 X4 P2 H 第10行：标号__heap_limit，表示堆空间结束地址。
 第11行：告诉编译器使用THUMB指令集。
 第12行：告诉编译器以8字节对齐。
* c6 h/ S5 d2 R' z% J% Y9 F 第13—81行：IMPORT指令，指示后续符号是在外部文件定义的（类似C语言中的全局变量声明），而下文可能会使用到这些符号。
 第82行：定义只读数据段，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0x8000000）
 第83行：将标号__Vectors声明为全局标号，这样外部文件就可以使用这个标号。
 第84行：标号__Vectors，表示中断向量表入口地址。
8 J( E4 {' [; ?0 u, C, l& Q$ l 第85—160行：建立中断向量表。
1 J" }% L  Y3 K& _) r. Z! }/ O+ H- Y* K 第161行：
 第162行：复位中断服务程序，PROC…ENDP结构表示程序的开始和结束。
' N$ H# h+ t# m# P6 C' Q 第163行：声明复位中断向量Reset_Handler为全局属性，这样外部文件就可以调用此复位中断服务。
3 o/ a, D, o7 c 第164行：IF…ENDIF为预编译结构，判断是否使用外部SRAM，在第1行中已定义为“不使用”。
 第165—201行：此部分代码的作用是设置FSMC总线以支持SRAM，因不使用外部SRAM因此此部分代码不会被编译。
: L5 u7 L7 v/ F+ Q; r3 M6 P( a1 g' V+ r 第202行：声明__main标号。
# z! F2 G$ @7 q, T. s: O5 l 第203—204行：跳转__main地址执行。
( t( A8 Q+ Q2 J9 z. W6 r5 w7 j* H 第207行：IF…ELSE…ENDIF结构，判断是否使用DEF:__MICROLIB（此处为不使用）。
 第208—210行：若使用DEF:__MICROLIB，则将__initial_sp，__heap_base，__heap_limit亦即栈顶地址，堆始末地址赋予全局属性，使外部程序可以使用。
8 j: u& _! A* o3 v 第212行：定义全局标号__use_two_region_memory。
 第213行：声明全局标号__user_initial_stackheap，这样外程序也可调用此标号。
8 Q/ C3 c: U6 L7 T 第214行：标号__user_initial_stackheap，表示用户堆栈初始化程序入口。
( z: B3 z9 k- o" N) Y8 k6 S 第215—218行：分别保存栈顶指针和栈大小，堆始地址和堆大小至R0，R1，R2，R3寄存器。
" p/ m8 q  a# h% l. b 第224行：程序完毕。
/ @7 H& K) C9 Y) U1 ?8 K/ U以上便是STM32的启动代码的完整解析，接下来对几个小地方做解释：
* ~% e" y4 X1 a+ b5 x1、 AREA指令：伪指令，用于定义代码段或数据段，后跟属性标号。其中比较重要的一个标号为“READONLY”或者“READWRITE”，其中“READONLY”表示该段为只读属性，联系到STM32的内部存储介质，可知具有只读属性的段保存于FLASH区，即0x8000000地址后。而“READONLY”表示该段为“可读写”属性，可知“可读写”段保存于SRAM区，即0x2000000地址后。由此可以从第3、7行代码知道，堆栈段位于SRAM空间。从第82行可知，中断向量表放置与FLASH区，而这也是整片启动代码中最先被放进FLASH区的数据。因此可以得到一条重要的信息：0x8000000地址存放的是栈顶地址__initial_sp，0x8000004地址存放的是复位中断向量Reset_Handler（STM32使用32位总线，因此存储空间为4字节对齐）。
2、 DCD指令：作用是开辟一段空间，其意义等价于C语言中的地址符“&”。因此从第84行开始建立的中断向量表则类似于使用C语言定义了一个指针数组，其每一个成员都是一个函数指针，分别指向各个中断服务函数。
3、 标号：前文多处使用了“标号”一词。标号主要用于表示一片内存空间的某个位置，等价于C语言中的“地址”概念。地址仅仅表示存储空间的一个位置，从C语言的角度来看，变量的地址，数组的地址或是函数的入口地址在本质上并无区别。
- S- d. C9 `2 R. }6 G# i+ P, S4、 第202行中的__main标号并不表示C程序中的main函数入口地址，因此第204行也并不是跳转至main函数开始执行C程序。__main标号表示C/C++标准实时库函数里的一个初始化子程序__main的入口地址。该程序的一个主要作用是初始化堆栈（对于程序清单一来说则是跳转__user_initial_stackheap标号进行初始化堆栈的），并初始化映像文件，最后跳转C程序中的main函数。这就解释了为何所有的C程序必须有一个main函数作为程序的起点——因为这是由C/C++标准实时库所规定的——并且不能更改，因为C/C++标准实时库并不对外界开发源代码。因此，实际上在用户可见的前提下，程序在第204行后就跳转至.c文件中的main函数，开始执行C程序了。
3 g5 m- B  _4 C  ?2 i. N; W至此可以总结一下STM32的启动文件和启动过程。首先对栈和堆的大小进行定义，并在代码区的起始处建立中断向量表，其第一个表项是栈顶地址，第二个表项是复位中断服务入口地址。然后在复位中断服务程序中跳转¬¬C/C++标准实时库的__main函数，完成用户堆栈等的初始化后，跳转.c文件中的main函数开始执行C程序。假设STM32被设置为从内部FLASH启动（这也是最常见的一种情况），中断向量表起始地位为0x8000000，则栈顶地址存放于0x8000000处，而复位中断服务入口地址存放于0x8000004处。当STM32遇到复位信号后，则从0x80000004处取出复位中断服务入口地址，继而执行复位中断服务程序，然后跳转__main函数，最后进入mian函数，来到C的世界。

不错，mark一下

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