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【经验分享】了解STM32启动过程,好优化程序

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STMCU小助手 发布时间:2022-6-1 19:18
1 概述说明
    每一款芯片的启动文件都值得去研究,因为它可是你的程序跑的最初一段路,不可以不知道。通过了解启动文件,我们可以体会到处理器的架构、指令集、中断向量安排等内容,是非常值得玩味的。
    STM32作为一款高端 Cortex-M3系列单片机,有必要了解它的启动文件。打好基础,为以后优化程序,写出高质量的代码最准备。
    本文以一个实际测试代码--START_TEST为例进行阐述。

0 [# l: ]( `9 y9 x  ~3 W
整体过程
    STM32整个启动过程是指从上电开始,一直到运行到 main函数之间的这段过程,步骤为(以使用微库为例):
①上电后硬件设置SP、PC
②设置系统时钟
③软件设置SP
④加载.data、.bss,并初始化栈区
⑤跳转到C文件的main函数

' W: P2 L4 v4 |' p: ?$ \4 B
代码
    启动过程涉及的文件不仅包含 startup_stm32f10x_hd.s,还涉及到了MDK自带的连接库文件 entry.o、entry2.o、entry5.o、entry7.o等(从生成的 map文件可以看出来)。

9 s* a/ z: \6 N* w, `2 U
2 程序在Flash上的存储结构
    在真正讲解启动过程之前,先要讲解程序下载到 Flash上的结构和程序运行时(执行到main函数)时的SRAM数据结构。程序在用户Flash上的结构如下图所示。下图是通过阅读hex文件和在MDK下调试综合提炼出来的。
% w/ k8 G1 j; B# W; m7 s3 K
微信图片_20220601191816.jpg

  o/ u, x4 j0 K! z* N% }3 k) l    上图中:
  • MSP初始值由编译器生成,是主堆栈的初始值。
  • 初始化数据段是.data
  • 未初始化数据段是.bss
    , w( x( U+ q5 i: Q) ~
    .data和.bss是在__main里进行初始化的,对于ARM Compiler,__main主要执行以下函数:
1 w" {- v9 J* l6 ?
微信图片_20220601191813.png
! J6 o0 M/ v, z* J8 {& [' ^4 T1 {0 P
    其中__scatterload会对.data和.bss进行初始化。
加载数据段和初始化栈的参数
    加载数据段和初始化栈的参数分别有4个,这里只讲解加载数据段的参数,至于初始化栈的参数类似。
  1. 0x0800033c  Flash上的数据段(初始化数据段和未初始化数据段)起始地址
    5 A; [" g8 {3 B, V9 z# b5 N3 E
  2. 0x20000000  加载到SRAM上的目的地址, d& K5 ~! \/ K1 x' F. z5 H) j
  3. 0x0000000c  数据段的总大小
    4 f. p7 ]8 \+ M& H0 V' o, a
  4. 0x080002f4  调用函数_scatterload_copy
复制代码

. ?* r* y6 |! H0 A
    需要说明的是初始化栈的函数-- 0x08000304与加载数据段的函数不一样,为 _scatterload_zeroinit,它的目的就是将栈空间清零。
8 R. c' h1 a; d$ ?0 [& D
微信图片_20220601191810.jpg

) m" w. }/ Y  }! ~) b3 数据在SRAM上的结构
    程序运行时(执行到main函数)时的SRAM数据结构

) b% h9 m' {2 o; U9 p. }+ X
微信图片_20220601191807.jpg

4 G2 V1 g9 a4 D1 j5 U4 详细过程分析
    有了以上的基础,现在详细分析启动过程。

& z4 U$ D5 y' b& K
上电后硬件设置SP、PC
    刚上电复位后,硬件会自动根据向量表偏移地址找到向量表,向量表偏移地址的定义如下:
4 R8 g$ w: K  K5 c& V0 F
微信图片_20220601191804.jpg
. r1 p; P4 g4 i* d" {7 f1 f% e9 \
    调试现象如下:

0 }; i& G5 N5 p( {- z# Q
微信图片_20220601191802.png

: L" e% E  Y! O1 F. Z! @! e9 Q9 d
    看看我们的向量表内容(通过J-Flash打开hex文件)
+ q+ Z  F6 o6 q0 a) Y. E: B; }/ p
微信图片_20220601191758.jpg
+ K3 C5 s. S, }
    硬件这时自动从0x0800 0000位置处读取数据赋给栈指针SP,然后自动从0x0800 0004位置处读取数据赋给PC,完成复位,结果为:
  1. SP = 0x02000810! w, |) J2 i: E. L
  2. PC = 0x08000145
复制代码
" L% [" z% v. R5 A+ C% T+ e. `" ^
设置系统时钟
    上一步中令 PC=0x08000145的地址没有对齐,硬件自动对齐到 0x08000144,执行 SystemInit函数初始化系统时钟。

9 ]7 h5 g! k' z
软件设置SP
/ b( \2 S9 I5 d0 O: Z( b, \
  1. LDR   R0,=__main. ?# W% ^( {# y0 _
  2.   BX   R0
复制代码
& r2 O" h# M* i* I: J$ E3 M% |
    执行上两条之类,跳转到 __main程序段运行,注意不是main函数, ___main的地址是0x0800 0130。
    可以看到指令LDR.W sp,[pc,#12],结果SP=0x2000 0810.
# G8 J: N5 i, E$ V
加载.data、.bss,并初始化栈区: f/ S; O; _- {: V2 }, a1 U: ]7 y; I
  1. BL.W     __scatterload_rt2
复制代码
* r6 E; D0 M% G* F* j

% S  i7 K# V( \: t5 G: l
    进入 __scatterload_rt2代码段。
  1. __scatterload_rt2:+ K: K; ]  ^/ X
  2. 0x080001684C06      LDR      r4,[pc,#24]  ; @0x08000184
    & D) o8 w, L1 n9 Y0 t0 A0 @) ?
  3. 0x0800016A4D07      LDR      r5,[pc,#28]  ; @0x08000188
    8 z" M& n7 f% Y; m6 }- Y, w
  4. 0x0800016C E006      B        0x0800017C
    0 e5 n, t' M3 B! l$ P5 m5 D8 w& m
  5. 0x0800016E68E0      LDR      r0,[r4,#0x0C]
    & i5 ?- p$ t+ i1 J4 p$ y6 V$ j* O
  6. 0x08000170 F0400301  ORR      r3,r0,#0x01
    - k# b+ Y7 u2 C7 w( \
  7. 0x08000174 E8940007  LDM      r4,{r0-r2}
    & u. q2 Z  n/ ~0 N% |+ H9 Z
  8. 0x080001784798      BLX      r3
    7 p8 c2 @5 [4 g% K0 z% D
  9. 0x0800017A3410      ADDS     r4,r4,#0x10  ~! p- ^2 l, H2 f
  10. 0x0800017C42AC      CMP      r4,r5" N. u8 H! N6 w# P# B
  11. 0x0800017E D3F6      BCC      0x0800016E
    6 D. j$ S6 i) v% p$ l
  12. 0x08000180 F7FFFFDA  BL.W     _main_init (0x08000138)
复制代码
3 a5 J; Q: q. M4 W, E" @; b
这段代码是个循环 (BCC0x0800016e),实际运行时候循环了两次。第一次运行的时候,读取“加载数据段的函数 (_scatterload_copy)”的地址并跳转到该函数处运行(注意加载已初始化数据段和未初始化数据段用的是同一个函数);第二次运行的时候,读取“初始化栈的函数 (_scatterload_zeroinit)”的地址并跳转到该函数处运行。相应的代码如下:
  1. 0x0800016E68E0      LDR      r0,[r4,#0x0C]
    0 S' b0 [: W/ O: N; \) q) r
  2. 0x08000170 F0400301  ORR      r3,r0,#0x01
    + {8 x, m0 W0 y- I* K% ]' L
  3. 0x08000174$ ^# F# l" w! {+ G! [. {8 ]
  4. 0x080001784798      BLX      r3
复制代码
    当然执行这两个函数的时候,还需要传入参数。至于参数,我们在“加载数据段和初始化栈的参数”环节已经阐述过了。当这两个函数都执行完后,结果就是“数据在SRAM上的结构”所展示的图。最后,也把事实加载和初始化的两个函数代码奉上如下:
  1. __scatterload_copy:4 M0 z* l& E8 s6 _" H$ Q
  2. 0x080002F4 E002      B        0x080002FC
    % T6 f  j7 [: y1 C9 H* Q/ M
  3. 0x080002F6 C808      LDM      r0!,{r3}6 [% Q: h) `4 }1 C& ^3 e" o: e
  4. 0x080002F81F12      SUBS     r2,r2,#4
    & m0 Y$ {5 D" ]' f. T# X
  5. 0x080002FA C108      STM      r1!,{r3}
    2 K# I! l1 R$ {" b% |4 ~8 R
  6. 0x080002FC2A00      CMP      r2,#0x00( [- D2 {# C, Y4 L0 N1 m
  7. 0x080002FE D1FA      BNE      0x080002F65 Q; g2 y  @; C; @. i7 ^' r
  8. 0x080003004770      BX       lr
    ) n4 C; B+ `. ]. P4 K! N$ c0 K
  9. __scatterload_null:2 h6 A3 `: W% n7 K+ C. Z
  10. 0x080003024770      BX       lr, @: L9 o' L. y5 D/ q2 u8 d
  11. __scatterload_zeroinit:
    9 D- F! g, p$ r1 U, J& q, y* t
  12. 0x080003042000      MOVS     r0,#0x00
    8 V2 p7 }9 ^; h8 h4 E' }
  13. 0x08000306 E001      B        0x0800030C$ _' J6 j# J( \# h! y' O" T
  14. 0x08000308 C101      STM      r1!,{r0}" |/ O6 n7 s& G. h, G. j$ F9 w
  15. 0x0800030A1F12      SUBS     r2,r2,#4- J& s  @! Y2 F( J
  16. 0x0800030C2A00      CMP      r2,#0x00+ P' W* D7 j. v2 }1 _* r
  17. 0x0800030E D1FB      BNE      0x08000308
    8 H! t6 m$ J. t5 y( C8 ]( _( W! `
  18. 0x080003104770      BX       lr
复制代码

, S/ s7 ?' j2 _/ j5 ^: B9 a" b) W1 X
跳转到C文件的main函数
0 {! q+ H1 q; c3 F8 v+ t
  1. _main_init:
    4 \" i6 r1 H: l: d# `" q! L
  2. 0x080001384800      LDR      r0,[pc,#0]  ; @0x0800013C
    4 k& m2 u1 N( A
  3. 0x0800013A4700      BX       r0
复制代码
- @8 d' y; B$ y% G
( y4 Z7 t2 ~+ _& A" Z
5 异常向量与中断向量表
- ?6 ^4 w5 [+ k; a7 l$ N/ [
  1. ; VectorTableMapped to Address0 at Reset% {, Y2 D8 o4 ^' |
  2. AREA    RESET, DATA, READONLY
    ! c) }  N0 s/ W, }
  3. EXPORT  __Vectors: L# I# ~; p* N7 _9 {3 g  @; O. V$ [
  4. EXPORT  __Vectors_End
    9 y  c3 \8 _& R- y. I
  5. EXPORT  __Vectors_Size7 s; d9 K' k% M
  6. 6 B) }( l# L+ W7 \* T% i

  7.   C8 y' D, k6 J( _' `$ y
  8. __Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
    + j% N2 v$ A% N% y" Z
  9. DCD     Reset_Handler; ResetHandler
    # j) S: e1 j1 C% _' M+ ~
  10. DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
    ( f: j1 l2 M0 y0 ~6 u
  11. DCD     HardFault_Handler; HardFaultHandler. [9 j! O2 N! y" U
  12. DCD     MemManage_Handler; MPU FaultHandler
    + `" a+ S' T3 B9 j; g" {. D/ p
  13. DCD     BusFault_Handler; BusFaultHandler1 T- s# [0 e8 O6 Q' p/ j
  14. DCD     UsageFault_Handler; UsageFaultHandler6 T- Q" U& r7 [0 |
  15. DCD     0; Reserved
    * g/ q: m5 w7 D; D
  16. DCD     0; Reserved
    9 [% [+ }( u& I8 p& ?
  17. DCD     0; Reserved
    , j3 B! X8 G5 T. j) @  J' A
  18. DCD     0; Reserved0 G! r/ v/ _7 z; q) m5 \3 D9 P( O
  19. DCD     SVC_Handler                ; SVCallHandler
    4 m! [" w% ?5 n* B7 M- a
  20. DCD     DebugMon_Handler; DebugMonitorHandler
    3 [# ], h$ i4 S4 S2 Z1 U0 q
  21. DCD     0; Reserved! p* b$ V, T; r: [0 x% O# z9 x. }
  22. DCD     PendSV_Handler; PendSVHandler
    4 g) C5 X" u" C$ L+ n6 s" U
  23. DCD     SysTick_Handler; SysTickHandler0 @9 x0 y: ^. ]8 D% p# j5 l! x7 Y, [
  24. 4 k9 h$ Y4 j2 P9 l
  25. ' W) }5 b  ?/ l
  26. ; ExternalInterrupts
    0 N  W  W" m6 F
  27. DCD     WWDG_IRQHandler            ; WindowWatchdog
    0 {* W9 j: B' u
  28. DCD     PVD_IRQHandler             ; PVD through EXTI Line detect2 P: ^$ x3 T8 R9 B* F
  29. DCD     TAMPER_IRQHandler          ; Tamper
    # G0 O. s0 N; I' a; j
  30. DCD     RTC_IRQHandler             ; RTC7 X' D9 ]; j$ l
  31. DCD     FLASH_IRQHandler           ; Flash
    % R4 `/ q' L8 |- W4 e5 s( N
  32. DCD     RCC_IRQHandler             ; RCC
    8 b: M* a+ n/ J, [/ @; r4 n
  33. DCD     EXTI0_IRQHandler           ; EXTI Line0
    8 J/ _4 v5 u6 p' }) {6 s) u4 H7 ~4 l
  34. DCD     EXTI1_IRQHandler           ; EXTI Line17 k: n) C0 w5 i9 j/ V3 \
  35. DCD     EXTI2_IRQHandler           ; EXTI Line2
    6 j+ |- z; h5 e2 f) P$ l# S
  36. DCD     EXTI3_IRQHandler           ; EXTI Line33 s6 v. w7 R/ f1 {; M
  37. DCD     EXTI4_IRQHandler           ; EXTI Line45 z. V  ?9 [0 ?. d: |
  38. DCD     DMA1_Channel1_IRQHandler   ; DMA1 Channel1
    9 o9 V7 B9 V) H, s
  39. DCD     DMA1_Channel2_IRQHandler   ; DMA1 Channel2
    , t: K1 @& O; ?* P5 w; J/ O
  40. DCD     DMA1_Channel3_IRQHandler   ; DMA1 Channel3
    9 D- x( D: `+ A- j* r8 L/ _5 p
  41. DCD     DMA1_Channel4_IRQHandler   ; DMA1 Channel4
    4 C; j8 D% D  U, i
  42. DCD     DMA1_Channel5_IRQHandler   ; DMA1 Channel57 c# ^1 N" K  X0 u1 M$ G2 k# Z
  43. DCD     DMA1_Channel6_IRQHandler   ; DMA1 Channel6
    . ~0 N/ W4 n: ~8 D7 b) }
  44. DCD     DMA1_Channel7_IRQHandler   ; DMA1 Channel7& W3 X9 [, Y/ M2 H0 B9 ?1 b1 E6 D. ~
  45. DCD     ADC1_2_IRQHandler          ; ADC1 & ADC27 h8 }6 D  k+ l$ w; G
  46. DCD     USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler  ; USB HighPriority or CAN1 TX
    7 \1 Z. X7 c2 g& R2 ^: |7 s/ H
  47. DCD     USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler ; USB LowPriority or CAN1 RX0
    . ^3 ^, Y6 l( T, b2 a
  48. DCD     CAN1_RX1_IRQHandler        ; CAN1 RX1; L: ]) e6 U) C5 L
  49. DCD     CAN1_SCE_IRQHandler        ; CAN1 SCE
    6 \6 Y5 y8 O% I2 F4 S. K0 I+ H
  50. DCD     EXTI9_5_IRQHandler         ; EXTI Line9..5
    ! \! j/ \4 I. q1 M$ i/ O$ V
  51. DCD     TIM1_BRK_IRQHandler        ; TIM1 Break5 b7 {( }- Z. f3 Y8 `& u7 @
  52. DCD     TIM1_UP_IRQHandler         ; TIM1 Update
    ) }% x& q! O, [/ t. \& Y$ L% b9 o
  53. DCD     TIM1_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM1 Trigger and Commutation
    9 _  V  J" j, d+ Y1 Y0 B9 r
  54. DCD     TIM1_CC_IRQHandler         ; TIM1 CaptureCompare
    . z" W7 [, l, M# r
  55. DCD     TIM2_IRQHandler            ; TIM2' T5 Y  X' _$ z9 f& _8 L" u
  56. DCD     TIM3_IRQHandler            ; TIM3
    ) r& Z' L, `; b4 ~# S
  57. DCD     TIM4_IRQHandler            ; TIM40 ?$ N% B. f! E5 e1 y8 M
  58. DCD     I2C1_EV_IRQHandler         ; I2C1 Event; E3 h0 h! i  B/ W
  59. DCD     I2C1_ER_IRQHandler         ; I2C1 Error; U! i0 X/ n; ~2 e
  60. DCD     I2C2_EV_IRQHandler         ; I2C2 Event
    , \' y9 P" F0 l: j8 e  N
  61. DCD     I2C2_ER_IRQHandler         ; I2C2 Error# P- }8 l7 T6 ^$ F& ?3 q
  62. DCD     SPI1_IRQHandler            ; SPI1' [0 H) @7 R6 i# B+ E  K$ ]$ |
  63. DCD     SPI2_IRQHandler            ; SPI2/ l/ [& {- }9 K* A9 _& ~  @
  64. DCD     USART1_IRQHandler          ; USART1
    . q% o" L- Q+ u7 _  q5 e
  65. DCD     USART2_IRQHandler          ; USART2
    ) _/ W6 |* {# z* J& u) o! q
  66. DCD     USART3_IRQHandler          ; USART33 L0 W: |9 c- f% k: N! ^' {. F" w
  67. DCD     EXTI15_10_IRQHandler       ; EXTI Line15..101 i) p, D/ H. |/ q
  68. DCD     RTCAlarm_IRQHandler; RTC Alarm through EXTI Line2 \4 F6 A3 A3 e8 ?7 _% B4 m* ^
  69. DCD     USBWakeUp_IRQHandler; USB Wakeup from suspend. c1 w, C9 E2 R! d
  70. DCD     TIM8_BRK_IRQHandler        ; TIM8 Break  l6 y  z5 q1 T8 V
  71. DCD     TIM8_UP_IRQHandler         ; TIM8 Update
    : k  H  w& s- F. F8 l/ Q, N
  72. DCD     TIM8_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM8 Trigger and Commutation2 A5 v7 I3 b1 [& S& c6 m$ W+ o! ^
  73. DCD     TIM8_CC_IRQHandler         ; TIM8 CaptureCompare
    1 k$ P7 ^% A0 A5 y9 c6 }
  74. DCD     ADC3_IRQHandler            ; ADC3
    ; Y" x+ w4 L5 O2 L/ M, D( x
  75. DCD     FSMC_IRQHandler            ; FSMC
    ) I% }  N) M* o* K& h
  76. DCD     SDIO_IRQHandler            ; SDIO
    2 ]6 L4 \( l. s- ~4 w; ]
  77. DCD     TIM5_IRQHandler            ; TIM51 k, ~+ ]) \. f3 y
  78. DCD     SPI3_IRQHandler            ; SPI3
    ; Z9 B% \- W+ i
  79. DCD     UART4_IRQHandler           ; UART4
    ' V5 h: @( T9 `0 P  y
  80. DCD     UART5_IRQHandler           ; UART55 u. P- W: W5 |) k7 r# m6 T" h
  81. DCD     TIM6_IRQHandler            ; TIM6$ h. T9 ^" U9 r
  82. DCD     TIM7_IRQHandler            ; TIM7
    : g3 r+ P, Z! }3 K9 L! f% `- U
  83. DCD     DMA2_Channel1_IRQHandler   ; DMA2 Channel13 f1 o: n. |% n  C; @+ y. C1 h1 `
  84. DCD     DMA2_Channel2_IRQHandler   ; DMA2 Channel2
    5 \& o  ]+ K8 [0 B
  85. DCD     DMA2_Channel3_IRQHandler   ; DMA2 Channel3  r* M( V6 A+ q3 F' ?- O
  86. DCD     DMA2_Channel4_5_IRQHandler ; DMA2 Channel4& Channel50 U; a! v3 ?. n
  87. __Vectors_End
复制代码

* R# `: u3 d7 |, K/ ]: U0 @  z; }8 Z5 g
* D( Q: R0 _6 Y
    这段代码就是定义异常向量表,在之前有一个“J-Flash打开hex文件”的图片跟这个表格是一一对应的。编译器根据我们定义的函数 Reset_Handler、NMI_Handler等,在连接程序阶段将这个向量表填入这些函数的地址。
    startup_stm32f10x_hd.s内容:
  1. NMI_Handler     PROC
    7 W$ x( f& p; `  @% K$ C
  2. EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]7 O! T3 s" H5 G& \: [3 j
  3. B       .
    , f6 q# e# S3 N, u. T. V  b4 K
  4. ENDP
复制代码
    stm32f10x_it.c中内容:
  1. void NMI_Handler(void)3 q9 t& G9 N# c" N/ N0 a& ?
  2. {
    ( v/ }. |3 C' O+ U( d& Q, a
  3. }
复制代码

7 E  H# K9 a" n# F8 `' J
    在启动汇编文件中已经定义了函数 NMI_Handler,但是使用了“弱”,它允许我们再重新定义一个 NMI_Handler函数,程序在编译的时候会将汇编文件中的弱函数“覆盖掉”--两个函数的代码在连接后都存在,只是在中断向量表中的地址填入的是我们重新定义函数的地址。
" \8 K; Z8 s+ S0 O: G8 a
6 G5 }: F' x* }* Z5 ?4 E( a& A
6 使用微库与不使用微库的区别/ {! a* i8 A' E( _0 W% v  o4 r
微信图片_20220601191750.png

: t; x& [( Q9 ^; D
    使用微库就意味着我们不想使用MDK提供的库函数,而想用自己定义的库函数,比如说printf函数。那么这一点是怎样实现的呢?我们以printf函数为例进行说明。
+ r$ O( h7 Y& F4 N  J$ P; m
不使用微库而使用系统库
    在连接程序时,肯定会把系统中包含printf函数的库拿来调用参与连接,即代码段有系统库的参与。
    在启动过程中,不使用微库而使用系统库在初始化栈的时候,还需要初始化堆(猜测系统库需要用到堆),而使用微库则是不需要的。
  1. IF      :DEF:__MICROLIB
    / D, t5 P! n( z" h, J# T
  2. : H1 B* G" }8 h9 {0 Y$ y

  3. 8 e  i. y+ k4 v8 q$ `* }( z; y: c
  4. EXPORT  __initial_sp) d, t' W; n, C5 W
  5. EXPORT  __heap_base1 v/ H0 \, R; m
  6. EXPORT  __heap_limit
    ) P. u  {" |) T' X6 A6 g
  7. % X. E7 U- {* l9 C. F
  8. : i- U5 D9 f1 a. D( ]
  9. ELSE0 y2 d7 _2 g/ {2 ~

  10. 6 ^4 A1 o5 M: }& F( ^  o

  11. ; W" V% a+ n! u
  12. IMPORT  __use_two_region_memory
    ' Q4 [* V, K3 N+ z. e
  13. EXPORT  __user_initial_stackheap8 @  T8 Z) _3 c; c1 F6 q
  14. / ^& A( J1 l8 f# p
  15. 9 J$ L. B5 i8 ^5 D' J( ~
  16. __user_initial_stackheap4 z! U- {! p( }- P& i
  17. - d; R( U+ x" o7 O

  18. * @& {# H- D2 t3 y
  19. LDR     R0, =  Heap_Mem
    1 r8 }7 z$ c4 x0 P1 c2 V6 v8 I
  20. LDR     R1, =(Stack_Mem+ Stack_Size)
    4 h( y- G7 s# k% M8 U3 r# H8 u2 Y
  21. LDR     R2, = (Heap_Mem+  Heap_Size)) Z7 {* C  E  m
  22. LDR     R3, = Stack_Mem
      I: ^4 {8 m: Q- P9 V
  23. BX      LR# @5 \6 ]: }9 v: s& z0 [
  24. . {5 m: P9 E9 U. P3 j! _
  25. : M$ F- }, H' y5 w1 I( X
  26. ALIGN! n8 h+ U! |; N2 K! Z/ A! j  Z
  27. $ v( \; L- y7 [; M
  28. & K" X3 S+ f% y$ I
  29. ENDIF
复制代码
% T& C* S' S, l8 T
    另外,在执行 __main函数的过程中,不仅需要完成“使用微库”情况下的所有工作,额外的工作还需要进行库的初始化,才能使用系统库(这一部分我还没有深入探讨)。附上 __main函数的内容:
  1. __main:8 t! S# |* x. U
  2. 0x08000130 F000F802  BL.W     __scatterload_rt2_thumb_only (0x08000138)
    + u* [+ Q$ Y3 G. t) Z6 c3 e2 l9 K
  3. 0x08000134 F000F83C  BL.W     __rt_entry_sh (0x080001B0)' w9 j/ `2 E( d
  4. __scatterload_rt2_thumb_only:
    3 |1 \' L, \* R; X9 f' ~' L# p' I
  5. 0x08000138 A00A      ADR      r0,{pc}+4; @0x08000164
    . @5 K% E0 y) Z5 J
  6. 0x0800013A E8900C00  LDM      r0,{r10-r11}# l- j# u- [7 }7 x
  7. 0x0800013E4482      ADD      r10,r10,r0
    4 j# ?8 T* S0 @
  8. 0x080001404483      ADD      r11,r11,r09 [- ~1 w. ]! g/ Y
  9. 0x08000142 F1AA0701  SUB      r7,r10,#0x01
    + f/ E3 M0 F- F
  10. __scatterload_null:" x0 o1 f. I9 h/ S$ S2 b& H
  11. 0x0800014645DA      CMP      r10,r11  O5 c8 t4 ^$ c+ [: p/ S3 s7 ]5 i" x
  12. 0x08000148 D101      BNE      0x0800014E
    . `' ~8 [( c1 i. y- e
  13. 0x0800014A F000F831  BL.W     __rt_entry_sh (0x080001B0)% J! q: J3 }: [* b3 z7 r, j
  14. 0x0800014E F2AF0E09  ADR.W    lr,{pc}-0x07; @0x08000147  a, f  P& ]( j) [) K1 c2 s
  15. 0x08000152 E8BA000F  LDM      r10!,{r0-r3}
    0 T% W: R; w, f% Z' d# \' f
  16. 0x08000156 F0130F01  TST      r3,#0x01
    $ _  Z8 X* G+ ^
  17. 0x0800015A BF18      IT       NE
    + E2 N: @5 u" K6 j
  18. 0x0800015C1AFB      SUBNE    r3,r7,r3
    3 S5 Y8 W6 Q8 ]0 ~+ @* ~# {# A; H. p
  19. 0x0800015E F0430301  ORR      r3,r3,#0x01
    8 P5 R, l7 ~2 J" S% a
  20. 0x080001624718      BX       r3
    ! ~) \' R% n$ j. P
  21. 0x080001640298      LSLS     r0,r3,#10
    ; {. ?- P; N5 D# U: J
  22. 0x080001660000      MOVS     r0,r05 L: W# Z/ `$ B* `
  23. 0x0800016802B8      LSLS     r0,r7,#10
    . c& Q4 K* L8 @
  24. 0x0800016A0000      MOVS     r0,r0! l% z. J  i+ C
  25. __scatterload_copy:- ]# O/ s% ]/ k' K0 s& n
  26. 0x0800016C3A10      SUBS     r2,r2,#0x10
    # ^! U. g4 D0 A* k+ ~1 P6 {5 {
  27. 0x0800016E BF24      ITT      CS0 o; C, m& s! G: u+ Y4 v) b+ s
  28. 0x08000170 C878      LDMCS    r0!,{r3-r6}2 n( m8 f% c) [8 W3 A9 V. R( Z
  29. 0x08000172 C178      STMCS    r1!,{r3-r6}
    " B2 L, ]. a9 |$ y
  30. 0x08000174 D8FA      BHI      __scatterload_copy (0x0800016C)
    " k( F0 A  B1 \. V
  31. 0x080001760752      LSLS     r2,r2,#29' T* [. d; A! D* g
  32. 0x08000178 BF24      ITT      CS8 ~1 g6 }: U- J, v
  33. 0x0800017A C830      LDMCS    r0!,{r4-r5}
    ! m' D' K. o# a; x
  34. 0x0800017C C130      STMCS    r1!,{r4-r5}9 U6 f! F/ b& \+ m2 }  i
  35. 0x0800017E BF44      ITT      MI0 S9 D8 n# i. T8 W# A# ]/ f3 i$ f3 Y
  36. 0x080001806804      LDRMI    r4,[r0,#0x00]
    8 k$ M  X4 @! S: K* Q
  37. 0x08000182600C      STRMI    r4,[r1,#0x00]
    - j1 d5 X+ ]) S& f- u
  38. 0x080001844770      BX       lr8 F2 q) p) E+ W
  39. 0x080001860000      MOVS     r0,r0, X" \0 i+ d9 I- n
  40. __scatterload_zeroinit:
    ) [: B' n/ t/ I# U: e
  41. 0x080001882300      MOVS     r3,#0x00* I" h' X4 F# P3 C9 T. W/ l7 z
  42. 0x0800018A2400      MOVS     r4,#0x00: k( b5 |7 f5 K+ y; S. ~
  43. 0x0800018C2500      MOVS     r5,#0x00( d2 }9 Y" L$ k* V1 h
  44. 0x0800018E2600      MOVS     r6,#0x00! c# d3 p( V" X
  45. 0x080001903A10      SUBS     r2,r2,#0x10
    , D( X6 F! F! R
  46. 0x08000192 BF28      IT       CS' ]5 o# `- \* U# k/ l9 c
  47. 0x08000194 C178      STMCS    r1!,{r3-r6}+ C' r3 H7 c% y7 {2 A1 O
  48. 0x08000196 D8FB      BHI      0x08000190- k" g$ T( w) V+ Q9 V
  49. 0x080001980752      LSLS     r2,r2,#298 |7 s+ {" a7 e/ \
  50. 0x0800019A BF28      IT       CS
    " s6 W8 T- O0 g+ p5 l
  51. 0x0800019C C130      STMCS    r1!,{r4-r5}
    3 Z9 }. R  e* z$ f# B  [4 @/ L
  52. 0x0800019E BF48      IT       MI( `, ?, B7 D" B; |" n7 Y
  53. 0x080001A0600B      STRMI    r3,[r1,#0x00]* E) ?5 P6 S1 ]0 {5 T0 v: [3 k
  54. 0x080001A24770      BX       lr1 G' }5 `+ I% g# ]
  55. __rt_lib_init:8 K8 T8 ^% D8 l5 a. N+ j
  56. 0x080001A4 B51F      PUSH     {r0-r4,lr}) @# Y1 j7 U7 M2 n
  57. 0x080001A6 F3AF8000  NOP.W3 n, l; h$ J& L6 D- I
  58. __rt_lib_init_user_alloc_1:
    * e! _8 r! Q& V) y! E
  59. 0x080001AA BD1F      POP      {r0-r4,pc}
    8 W% @' Q5 J* }
  60. __rt_lib_shutdown:# t1 Z0 D4 T; M  E  D8 R
  61. 0x080001AC B510      PUSH     {r4,lr}, j5 Y" Y( i  w: @. V# Z& @0 W
  62. __rt_lib_shutdown_user_alloc_1:
    " U+ a! }5 F( ~& h9 ^( P
  63. 0x080001AE BD10      POP      {r4,pc}
    8 {$ n$ K6 B" N% G4 H9 R. ]
  64. __rt_entry_sh:; C$ q: [4 h* a8 ^
  65. 0x080001B0 F000F82F  BL.W     __user_setup_stackheap (0x08000212)
    2 a* l7 r* H( x( r1 i- I
  66. 0x080001B44611      MOV      r1,r29 `; I. I. H4 X  C) E% d/ g5 t
  67. __rt_entry_postsh_1:
    ! {! y2 l+ L& g4 l" D" V
  68. 0x080001B6 F7FFFFF5  BL.W     __rt_lib_init (0x080001A4)
    0 u2 |! g# q! I0 ]* y, }! x
  69. __rt_entry_postli_1:9 j4 `2 [! z4 C; D; v1 H8 ?) n
  70. 0x080001BA F000F919  BL.W     main (0x080003F0)
复制代码

0 E, c6 E( ^/ l; c+ d8 g
使用微库而不使用系统库
    在程序连接时,不会把包含printf函数的库连接到终极目标文件中,而使用我们定义的库。
    启动时需要完成的工作就是之前论述的步骤1、2、3、4、5,相比使用系统库,启动过程步骤更少。
8 E9 ]: Y: b2 S$ z  |

$ n5 ?7 M, u1 I. w
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