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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 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。* V8 t9 O+ F. A 2.1 定义堆、栈及其初始化0 o% }' s X: B" o4 G) V% c 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 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=36 S4 T" G N. z+ y Stack_Mem SPACE Stack_Size __initial_sp: h5 O* `6 \" B. T5 o9 d# c# k7 [ 定义堆: Heap_Size EQU 0x00000000 AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3+ f6 A5 Y3 w4 ?, R( ~/ G __heap_base7 l# T. R* V4 _0 i Heap_Mem SPACE Heap_Size __heap_limit 初始化堆、栈: _user_initial_stackheap( `; i0 U7 I: P- t& m* |/ i LDR R0, = Heap_Mem LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size) LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)0 n4 ~: ~0 w, u5 H, o5 h; M; A* r LDR R3, = Stack_Mem# S. D7 h* `, Q3 G+ W$ t BX LR 2.2 定义复位向量3 Q, H1 H1 X3 d+ ^$ z/ a9 H 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。: Z. \) n2 C/ q, q( P. O 中断向量表(部分向量): __Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack // 初始化堆跳转( c% J( S. \( F" F+ v DCD Reset_Handler ; Reset Handler // 复位中断向量跳转8 e c0 F2 M' w {- i( {+ [ DCD NMI_Handler ; NMI Handler; K w I% ]1 R7 t# x! z DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler, s5 j0 g- \. J$ ^/ K7 x8 ^ DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler" H( |+ j& I( S5 j Q Y- m DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler9 b+ Z, y. U& O2 \ DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved) U" n- X3 v# q2 R0 \# y1 a# c8 p DCD SVC_Handler ; SVCall Handler: w, H; |6 z/ t: @* I DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler DCD 0 ; Reserved+ c" c, \% w1 K4 k3 `& Y DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler* g" Y7 @/ `% k1 L* I5 T 复位中断服务程序 ; Reset Handler // 该程序会跳转到main() Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler [WEAK]1 w6 ?$ K9 W. ?; h- l IMPORT __main2 J' K( D5 M0 u LDR R0, =__main# C7 t% M/ a8 {' m BX R0) Z' \9 Q9 |) l" o& q ENDP7 y) R" a& G' o% k/ S" S; t 3 其他中断向量及服务子程序6 D6 \) `7 T6 ^1 @5 U0 h6 v 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。" l7 u; Y3 t7 ] 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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