解析STM32的啓動過程2

如程序清單一，STM32的啓動代碼一共224行，使用了彙編語言編寫，這其中的主要原因下文將會給出交代。現在從第一行開始分析：
 第1行：定義是否使用外部SRAM，爲1則使用，爲0則表示不使用。此語行若用C語言表達則等價於：
#define DATA_IN_ExtSRAM 0
 第2行：定義棧空間大小爲0x00000400個字節，即1Kbyte。1024  此語行亦等價於：
#define Stack_Size 0x00000400
 第3行：僞指令AREA，表示
 第4行：開闢一段大小爲Stack_Size的內存空間作爲棧。Stack_Mem SPACE Stack_Size
 第5行：標號__initial_sp，表示棧空間頂地址。
 第6行：定義堆空間大小爲0x00000400個字節，也爲1Kbyte。
 第7行：僞指令AREA，表示
 第8行：標號__heap_base，表示堆空間起始地址。
 第9行：開闢一段大小爲Heap_Size的內存空間作爲堆。
 第10行：標號__heap_limit，表示堆空間結束地址。
 第11行：告訴編譯器使用THUMB指令集。
 第12行：告訴編譯器以8字節對齊。
 第13—81行：IMPORT指令，指示後續符號是在外部文件定義的（類似C語言中的全局變量聲明），而下文可能會使用到這些符號。
 第82行：定義只讀數據段，實際上是在CODE區（假設STM32從FLASH啓動，則此中斷向量表起始地址即爲0x8000000）
 第83行：將標號__Vectors聲明爲全局標號，這樣外部文件就可以使用這個標號。EXPORT __Vectors ；
 第84行：標號__Vectors，表示中斷向量表入口地址。
 第85—160行：建立中斷向量表。
 第161行：
 第162行：復位中斷服務程序，PROC…ENDP結構表示程序的開始和結束。Reset_Handler PROC
 第163行：聲明覆位中斷向量Reset_Handler爲全局屬性，這樣外部文件就可以調用此復位中斷服務。
 第164行：IF…ENDIF爲預編譯結構，判斷是否使用外部SRAM，在第1行中已定義爲“不使用”。
 第165—201行：此部分代碼的作用是設置FSMC總線以支持SRAM，因不使用外部SRAM因此此部分代碼不會被編譯。
 第202行：聲明__main標號。
 第203—204行：跳轉__main地址執行。
 第207行：IF…ELSE…ENDIF結構，判斷是否使用DEF:__MICROLIB（此處爲不使用）。
 第208—210行：若使用DEF:__MICROLIB，則將__initial_sp，__heap_base，__heap_limit亦即棧頂地址，堆始末地址賦予全局屬性，使外部程序可以使用。
 第212行：定義全局標號__use_two_region_memory。
 第213行：聲明全局標號__user_initial_stackheap，這樣外程序也可調用此標號。
 第214行：標號__user_initial_stackheap，表示用戶堆棧初始化程序入口。
 第215—218行：分別保存棧頂指針和棧大小，堆始地址和堆大小至R0，R1，R2，R3寄存器。
 第224行：程序完畢。
以上便是STM32的啓動代碼的完整解析，接下來對幾個小地方做解釋：
1、 AREA指令：僞指令，用於定義代碼段或數據段，後跟屬性標號。其中比較重要的一個標號爲“READONLY”或者“READWRITE”，其中“READONLY”表示該段爲只讀屬性，聯繫到STM32的內部存儲介質，可知具有隻讀屬性的段保存於FLASH區，即0x8000000地址後。而“READWRITE”表示該段爲“可讀寫”屬性，可知“可讀寫”段保存於SRAM區，即0x2000000地址後。由此可以從第3、7行代碼知道，堆棧段位於SRAM空間。從第82行可知，中斷向量表放置與FLASH區，而這也是整片啓動代碼中最先被放進FLASH區的數據。因此可以得到一條重要的信息：0x8000000地址存放的是棧頂地址__initial_sp，0x8000004地址存放的是復位中斷向量Reset_Handler（STM32使用32位總線，因此存儲空間爲4字節對齊）。
2、 DCD指令：作用是開闢一段空間，其意義等價於C語言中的地址符“&”。因此從第84行開始建立的中斷向量表則類似於使用C語言定義了一個指針數組，其每一個成員都是一個函數指針，分別指向各個中斷服務函數。
3、 標號：前文多處使用了“標號”一詞。標號主要用於表示一片內存空間的某個位置，等價於C語言中的“地址”概念。地址僅僅表示存儲空間的一個位置，從C語言的角度來看，變量的地址，數組的地址或是函數的入口地址在本質上並無區別。
4、 第202行中的__main標號並不表示C程序中的main函數入口地址，因此第204行也並不是跳轉至main函數開始執行C程序。__main標號表示C/C++標準實時庫函數裏的一個初始化子程序__main的入口地址。該程序的一個主要作用是初始化堆棧（對於程序清單一來說則是跳轉__user_initial_stackheap標號進行初始化堆棧的），並初始化映像文件，最後跳轉C程序中的main函數。這就解釋了爲何所有的C程序必須有一個main函數作爲程序的起點——因爲這是由C/C++標準實時庫所規定的——並且不能更改，因爲C/C++標準實時庫並不對外界開發源代碼。因此，實際上在用戶可見的前提下，程序在第204行後就跳轉至.c文件中的main函數，開始執行C程序了。
至此可以總結一下STM32的啓動文件和啓動過程。首先對棧和堆的大小進行定義，並在代碼區的起始處建立中斷向量表，其第一個表項是棧頂地址，第二個表項是復位中斷服務入口地址。然後在復位中斷服務程序中跳轉¬¬C/C++標準實時庫的__main函數，完成用戶堆棧等的初始化後，跳轉.c文件中的main函數開始執行C程序。假設STM32被設置爲從內部FLASH啓動（這也是最常見的一種情況），中斷向量表起始地位爲0x8000000，則棧頂地址存放於0x8000000處，而復位中斷服務入口地址存放於0x8000004處。當STM32遇到復位信號後，則從0x80000004處取出復位中斷服務入口地址，繼而執行復位中斷服務程序，然後跳轉__main函數，最後進入mian函數，來到C的世界。