基于stm32f103c8t6芯片的啟動文件進(jìn)行分析。

啟動文件在嵌入式芯片開發(fā)是必不可少的，其文件后綴是.s，通常需要加入工程參與編譯。它的的用包括一下幾點：

開辟棧、堆的空間。

初始化中斷向量表。

調(diào)用外部SystemInit函數(shù)，初始化時鐘。

調(diào)用C庫函數(shù)__main初始化用戶棧，調(diào)用main函數(shù)轉(zhuǎn)到C世界。

啟動文件使用匯編語言編寫，如果熟悉匯編語言，那么很容易理解它；如果不熟悉匯編語言，針對啟動文件里用到的匯編指令，下面會一一介紹。

1.啟動文件使用到的匯編指令

指令名稱	作用
EQU	給數(shù)據(jù)常量起一個符號名，相當(dāng)于C語言的#define
AREA	匯編一個新的代碼段或者數(shù)據(jù)段
SPACE	分配內(nèi)存空間
PRESERVE8	告訴編譯器，指定當(dāng)前文件的堆按照8字節(jié)對齊
THUMB	表示后面指令兼容THUMB指令。
EXPORT	聲明一個標(biāo)號具有外部屬性，可在外部文件使用
DCD	以字節(jié)為單位，按照4字節(jié)對齊，并要求初始化這些內(nèi)存
PROC	定義子程序，與ENDP成對使用，表示子程序結(jié)束。
WEAK	編譯器指令（不同的編譯器有差異），弱定義一個標(biāo)號，如果外部文件聲明了該標(biāo)號，則優(yōu)先使用外部文件的定義。避免出現(xiàn)重定義錯誤。
IMPORT	聲明標(biāo)號來自外部文件，相當(dāng)于C語言的extern
B	跳轉(zhuǎn)到一個標(biāo)號
ALIGN	編譯器指令（不同的編譯器有差異），編譯器對指令或數(shù)據(jù)的存放地址進(jìn)行對齊，一般跟一個立即數(shù)，默認(rèn)表示按照4字節(jié)對齊。
END	文件結(jié)束標(biāo)志
IF,ELSE,ENDIF	匯編條件分支語句，相當(dāng)于C語言的#if #else #endif
;	行注釋起始符號，相當(dāng)于C語言的“//“

?

2.啟動文件代碼分析

Stack_Size????? EQU???? 0x00000400AREA??? STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 Stack_Mem?????? SPACE?? Stack_Size __initial_sp

上面代碼定義了棧的大小為0x00000400（1KB），名稱為STACK，NOINIT表示不初始化，REAWRITE表示可讀可下，ALIGN?= 3表示按照8（即2^3）字節(jié)對齊。還定義了標(biāo)號__initial_sp（棧的結(jié)束地址）。利用SPACE關(guān)鍵字來申請空間，大小為Stack_Size，記作Stack_Mem。棧是由高向低生長的。

棧的空間用于局部變量、函數(shù)調(diào)用、函數(shù)形參等開銷，棧的大小不能超過芯片內(nèi)部SRAM大小；如果編寫的程序局部變量比較多，占用內(nèi)存比較大，會造成棧溢出，導(dǎo)致進(jìn)入硬故障，這時候需要考慮增加棧空間大小。

Heap_Size?????? EQU???? 0x00000200AREA??? HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 __heap_baseHeap_Mem??????? SPACE?? Heap_Size __heap_limit

? ? ? ?上面的代碼定義了堆大小為0x00000200（512字節(jié)），名稱為HEAP，NOINIT表示不初始化，READWRITE表示可讀可寫，ALIGN?= 3表示按照8（即2^3）字節(jié)對齊。還定義了標(biāo)號：__heap_base（堆的起始地址）、__heap_limit（堆的結(jié)束地址）。利用SPACE關(guān)鍵字來申請空間，大小為Heap_Size，記作Heap_Mem。堆是由低向高生長的，與棧的生長方向相反。

?????? 堆的主要用于動態(tài)內(nèi)存的分配，像malloc()函數(shù)申請的內(nèi)存就在堆中。這個在STM32里面用得比較少。

??????????????? PRESERVE8THUMB

上面兩個在前面的指令表格里已經(jīng)說明。

; Vector Table Mapped to Address 0 at ResetAREA??? RESET, DATA, READONLYEXPORT? __VectorsEXPORT? __Vectors_EndEXPORT? __Vectors_Size

上面代碼定義了一個數(shù)據(jù)段，名稱為RESET，僅可讀，還聲明了3個外部文件可以使用的標(biāo)號：__Vectors（向量表起始地址）、__Vectors_End（向量表結(jié)束地址）、__Vectors_Size（向量表大小）。

向量表其實就是一個WORD(32bit整數(shù))數(shù)組，每一個下標(biāo)對應(yīng)一種異常，該下標(biāo)元素的值則是該ESR的入口地址。向量表在地址空間的位置是可以被設(shè)置的，同過NVIC中的一個重定位寄存器來指定向量表的地址。復(fù)位之后，該寄存器的值為0。因此，在地址0（即flash地址0）處必須包含一張向量表，用于初始化時的異常分配。

接下來的代碼就是分配向量表的內(nèi)存

__Vectors?????? DCD???? __initial_sp?????????????? ; Top of Stack（棧頂?shù)刂?#xff09;DCD???? Reset_Handler????????????? ; Reset Handler（復(fù)位程序地址）DCD???? NMI_Handler??????????????? ; NMI HandlerDCD???? HardFault_Handler????????? ; Hard Fault HandlerDCD???? MemManage_Handler????????? ; MPU Fault HandlerDCD???? BusFault_Handler?????????? ; Bus Fault HandlerDCD???? UsageFault_Handler???????? ; Usage Fault HandlerDCD???? 0??????????????? ??????????; Reserved（保留）DCD???? 0????????????????????????? ; ReservedDCD???? 0????????????????????????? ; ReservedDCD???? 0????????????????????????? ; ReservedDCD???? SVC_Handler????????? ??????; SVCall HandlerDCD???? DebugMon_Handler?????????? ; Debug Monitor HandlerDCD???? 0????????????????????????? ; ReservedDCD???? PendSV_Handler???????????? ; PendSV HandlerDCD???? SysTick_Handler??????????? ; SysTick Handler; External InterruptsDCD???? WWDG_IRQHandler??????????? ; Window WatchdogDCD???? PVD_IRQHandler???????????? ; PVD through EXTI Line detectDCD???? TAMPER_IRQHandler????????? ; Tamper；（中間代碼省略）DCD???? EXTI15_10_IRQHandler?????? ; EXTI Line 15..10DCD???? RTCAlarm_IRQHandler??????? ; RTC Alarm through EXTI LineDCD???? USBWakeUp_IRQHandler?????? ; USB Wakeup from suspend __Vectors_End__Vectors_Size? EQU? __Vectors_End - __Vectors

?????? 上面代碼利用DCD關(guān)鍵字以4字節(jié)對齊，分配了一堆內(nèi)存，類似之前SPACE關(guān)鍵字的作用。利用__Vectors_End（堆結(jié)束地址）減去__Vectors（堆的起始地址）得到堆的大小__Vectors_Size。

?????? 向量表從flash的0地址開始放置，以4字節(jié)為一個單位，地址0存放的時棧頂?shù)刂?#xff0c;接著0x04存放的時復(fù)位程序的地址，以此類推。向量表中存放的都是中斷函數(shù)的函數(shù)名，可我們知道C語言中函數(shù)名就是一個地址。

AREA??? |.text|, CODE, READONLY

?????? 上面代碼表示是定義一個名稱為.text的代碼段，僅可讀。

?????? ; Reset handler Reset_Handler??? PROCEXPORT? Reset_Handler???????????? [WEAK]IMPORT? __mainIMPORT? SystemInitLDR???? R0, =SystemInitBLX???? R0LDR???? R0, =__mainBX????? R0ENDP

?????? 復(fù)位子程序是系統(tǒng)上電第一個執(zhí)行的程序，調(diào)用SystemInit函數(shù)（sysyem_stm32f4xx.c文件里定義的）初始化系統(tǒng)時鐘等，然后調(diào)用C庫函數(shù)_main（編譯器自帶的），在_main函數(shù)里最終會調(diào)用main函數(shù)轉(zhuǎn)到C的世界。

?????? LDR、BLX、BX是CM4內(nèi)核的指令：

LDR：從儲存器中加載一個字到寄存器中。

BL：跳轉(zhuǎn)到由寄存器/標(biāo)號給出的地址，并把跳轉(zhuǎn)前的下一條指令保存到LR中。

BLX：跳轉(zhuǎn)到由寄存器/標(biāo)號給出的地址，并根據(jù)寄存器的LSE確定處理器的狀態(tài)，并把跳轉(zhuǎn)前的下一條指令保存到LR中。

BX：跳轉(zhuǎn)到有寄存器/標(biāo)號給出的地址，不用返回。

接下來的代碼就是中斷服務(wù)程序的實現(xiàn)，一般來說，我們會在外部的c文件實現(xiàn)中斷函數(shù)，這里定義了只是備用，以防我們把某個中斷使能了，但忘了實現(xiàn)它的中斷函數(shù)或者函數(shù)名寫錯，那么系統(tǒng)就會執(zhí)行下面的程序，并且下面的中斷函數(shù)會進(jìn)入無限循環(huán)，程序也就死在這里。

NMI_Handler???? PROC ?? ;不可屏蔽的系統(tǒng)異常中斷EXPORT? NMI_Handler??????????????? [WEAK]B?????? .ENDPHardFault_Handler\???????????? ;所有類型錯誤的中斷PROCEXPORT? HardFault_Handler????????? [WEAK]B?????? .ENDP（省略一部分代碼）SysTick_Handler PROC??????? ;系統(tǒng)滴答定時器中斷EXPORT? SysTick_Handler??????????? [WEAK]B?????? .ENDPDefault_Handler PROC??????? ;外設(shè)中斷EXPORT? WWDG_IRQHandler??????????? [WEAK]EXPORT? PVD_IRQHandler???????????? [WEAK]EXPORT? TAMPER_IRQHandler????????? [WEAK] （省略一部分代碼）RTCAlarm_IRQHandlerUSBWakeUp_IRQHandlerB?????? .ENDPALIGN

B：跳轉(zhuǎn)到一個標(biāo)號，這里跳轉(zhuǎn)到一個‘.’，表示無限循環(huán)。

;*******************************************************************************; User Stack and Heap initialization;*******************************************************************************IF????? :DEF:__MICROLIB? ;這個宏在KEIL里面開啟? ???????????????????EXPORT? __initial_spEXPORT? __heap_baseEXPORT? __heap_limit?????????????ELSE???????????????IMPORT? __use_two_region_memory???? ;這個函數(shù)由用戶自己實現(xiàn)EXPORT? __user_initial_stackheap?????????? __user_initial_stackheapLDR???? R0, =? Heap_MemLDR???? R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)LDR???? R2, = (Heap_Mem +? Heap_Size)LDR???? R3, = Stack_MemBX????? LRALIGNENDIFEND

如果勾選【Options for Target】->【Target】->【Use MicroLIB】，那么就會定義宏__MICROLOB。

如果定義了__MICROLOB，那么把__initial_sp（棧起始地址）、__heap_base（堆開始地址）、__heap_limit（堆結(jié)束地址）標(biāo)號賦予全局屬性，那么在外部文件也可以使用，然后堆和棧的初始化就由C庫函數(shù)__main來完成。

如果沒有定義__MICROLOB，采用雙段存儲器模式，且聲明標(biāo)號__user_initial_stackheap具有全局性，讓用戶自己來初始化堆和棧。KEIL C庫函數(shù)會調(diào)用__user_initial_stackheap，通過R0~R3將堆棧以參數(shù)形式傳遞給KEIL C庫。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的stm32系列启动文件解读（KEIL编译环境）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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