stm32 M3啓動文件解析

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DATA_IN_ExtSRAM EQU 0 ;;1定義是否使用外部SRAM,爲1則使用,爲0則表示不使用

Stack_Size EQU 0x00000400 ;;2定義棧空間大小爲0x00000400個字
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3 ;;3僞指令AREA,定義一個段
Stack_Mem SPACE Stack_Size ;;4開闢一段大小爲Stack_Size的內存空間作爲棧。
__initial_sp ;;5標號__initial_sp,表示棧空間頂地址。
Heap_Size EQU 0x00000400 ;;6定義堆空間大小爲0x00000400個字節,也爲1Kbyte。
AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3 ;;7
__heap_base ;;8標號__heap_base,表示堆空間起始地址。
Heap_Mem SPACE Heap_Size ;;9開闢一段大小爲Heap_Size的內存空間作爲堆。
__heap_limit ;;10標號__heap_limit,表示堆空間結束地址。
THUMB ;;11告訴編譯器使用THUMB指令集。
PRESERVE8 ;;12告訴編譯器以8字節對齊。
IMPORT NMIException ;;13IMPORT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。
IMPORT HardFaultException ;;14
IMPORT MemManageException ;;15
IMPORT BusFaultException ;;16
IMPORT UsageFaultException ;;17
IMPORT SVCHandler ;;18
IMPORT DebugMonitor ;;19
IMPORT PendSVC ;;20
IMPORT SysTickHandler ;;21
IMPORT 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
IMPORT EXTI2_IRQHandler ;;30
IMPORT EXTI3_IRQHandler ;;31
IMPORT EXTI4_IRQHandler ;;32
IMPORT DMA1_Channel1_IRQHandler ;;33
IMPORT DMA1_Channel2_IRQHandler ;;34
IMPORT DMA1_Channel3_IRQHandler ;;35
IMPORT DMA1_Channel4_IRQHandler ;;36
IMPORT DMA1_Channel5_IRQHandler ;;37
IMPORT DMA1_Channel6_IRQHandler ;;38
IMPORT DMA1_Channel7_IRQHandler ;;39
IMPORT ADC1_2_IRQHandler ;;40
IMPORT USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ;;41
IMPORT USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler ;;42
IMPORT CAN_RX1_IRQHandler ;;43
IMPORT CAN_SCE_IRQHandler ;;44
IMPORT EXTI9_5_IRQHandler ;;45
IMPORT TIM1_BRK_IRQHandler ;;46
IMPORT TIM1_UP_IRQHandler ;;47
IMPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler ;;48
IMPORT TIM1_CC_IRQHandler ;;49
IMPORT TIM2_IRQHandler ;;50
IMPORT TIM3_IRQHandler ;;51
IMPORT TIM4_IRQHandler ;;52
IMPORT I2C1_EV_IRQHandler ;;53
IMPORT I2C1_ER_IRQHandler ;;54
IMPORT I2C2_EV_IRQHandler ;;55
IMPORT I2C2_ER_IRQHandler ;;56
IMPORT SPI1_IRQHandler ;;57
IMPORT SPI2_IRQHandler ;;58
IMPORT USART1_IRQHandler ;;59
IMPORT USART2_IRQHandler ;;60
IMPORT USART3_IRQHandler ;;61
IMPORT EXTI15_10_IRQHandler ;;62
IMPORT RTCAlarm_IRQHandler ;;63
IMPORT USBWakeUp_IRQHandler ;;64
IMPORT 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
IMPORT SDIO_IRQHandler ;;71
IMPORT TIM5_IRQHandler ;;72
IMPORT SPI3_IRQHandler ;;73
IMPORT UART4_IRQHandler ;;74
IMPORT UART5_IRQHandler ;;75
IMPORT TIM6_IRQHandler ;;76
IMPORT TIM7_IRQHandler ;;77
IMPORT DMA2_Channel1_IRQHandler ;;78
IMPORT DMA2_Channel2_IRQHandler ;;79
IMPORT DMA2_Channel3_IRQHandler ;;80
IMPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler ;;81
AREA RESET, DATA, READONLY ;;82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)
EXPORT __Vectors ;;83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。
__Vectors ;;84標號__Vectors,表示中斷向量表入口地址。
DCD __initial_sp ;;85建立中斷向量表。
DCD Reset_Handler ;;86
DCD NMIException ;;87
DCD HardFaultException ;;88
DCD MemManageException ;;89
DCD BusFaultException ;;90
DCD UsageFaultException ;;91
DCD 0 ;;92
DCD 0 ;;93
DCD 0 ;;94
DCD 0 ;;95
DCD SVCHandler ;;96
DCD DebugMonitor ;;97
DCD 0 ;;98
DCD PendSVC ;;99
DCD SysTickHandler ;;100
DCD WWDG_IRQHandler ;;101
DCD PVD_IRQHandler ;;102
DCD TAMPER_IRQHandler ;;103
DCD RTC_IRQHandler ;;104
DCD FLASH_IRQHandler ;;105
DCD RCC_IRQHandler ;;106
DCD EXTI0_IRQHandler ;;107
DCD EXTI1_IRQHandler ;;108
DCD EXTI2_IRQHandler ;;109
DCD EXTI3_IRQHandler ;;110
DCD EXTI4_IRQHandler ;;111
DCD DMA1_Channel1_IRQHandler ;;112
DCD DMA1_Channel2_IRQHandler ;;113
DCD DMA1_Channel3_IRQHandler ;;114
DCD DMA1_Channel4_IRQHandler ;;115
DCD DMA1_Channel5_IRQHandler ;;116
DCD DMA1_Channel6_IRQHandler ;;117
DCD DMA1_Channel7_IRQHandler ;;118
DCD ADC1_2_IRQHandler ;;119
DCD USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ;;120
DCD USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler ;;121
DCD CAN_RX1_IRQHandler ;;122
DCD CAN_SCE_IRQHandler ;;123
DCD EXTI9_5_IRQHandler ;;124
DCD TIM1_BRK_IRQHandler ;;125
DCD TIM1_UP_IRQHandler ;;126
DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler ;;127
DCD TIM1_CC_IRQHandler ;;128
DCD TIM2_IRQHandler ;;129
DCD TIM3_IRQHandler ;;130
DCD TIM4_IRQHandler ;;131
DCD I2C1_EV_IRQHandler ;;132
DCD 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
DCD USART2_IRQHandler ;;139
DCD USART3_IRQHandler ;;140
DCD EXTI15_10_IRQHandler ;;141
DCD RTCAlarm_IRQHandler ;;142
DCD USBWakeUp_IRQHandler ;;143
DCD TIM8_BRK_IRQHandler ;;144
DCD TIM8_UP_IRQHandler ;;145
DCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler ;;146
DCD TIM8_CC_IRQHandler ;;147
DCD ADC3_IRQHandler ;;148
DCD FSMC_IRQHandler ;;149
DCD SDIO_IRQHandler ;;150
DCD TIM5_IRQHandler ;;151
DCD SPI3_IRQHandler ;;152
DCD UART4_IRQHandler ;;153
DCD UART5_IRQHandler ;;154
DCD TIM6_IRQHandler ;;155
DCD TIM7_IRQHandler ;;156
DCD DMA2_Channel1_IRQHandler ;;157
DCD DMA2_Channel2_IRQHandler ;;158
DCD DMA2_Channel3_IRQHandler ;;159
DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler ;;160
AREA |.text|, CODE, READONLY ;;161
Reset_Handler PROC ;;162復位中斷服務程序,PROC…ENDP結構表示程序的開始和結束。
EXPORT Reset_Handler ;;163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。
IF DATA_IN_ExtSRAM == 1 ;;164IF…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”。
LDR R0,= 0x00000114 ;;165 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。
LDR R1,= 0x40021014 ;;166
STR R0,[R1] ;;167
LDR R0,= 0x000001E0 ;;168
LDR R1,= 0x40021018 ;;169
STR R0,[R1] ;;170
LDR R0,= 0x44BB44BB ;;171
LDR R1,= 0x40011400 ;;172
STR R0,[R1] ;;173
LDR R0,= 0xBBBBBBBB ;;174
LDR R1,= 0x40011404 ;;175
STR R0,[R1] ;;176
LDR R0,= 0xB44444BB ;;177
LDR R1,= 0x40011800 ;;178
STR R0,[R1] ;;179
LDR R0,= 0xBBBBBBBB ;;180
LDR R1,= 0x40011804 ;;181
STR R0,[R1] ;;182
LDR R0,= 0x44BBBBBB ;;183
LDR R1,= 0x40011C00 ;;184
STR R0,[R1] ;;185
LDR R0,= 0xBBBB4444 ;;186
LDR R1,= 0x40011C04 ;;187
STR R0,[R1] ;;188
LDR R0,= 0x44BBBBBB ;;189
LDR R1,= 0x40012000 ;;190
STR R0,[R1] ;;191
LDR R0,= 0x44444B44 ;;192
LDR R1,= 0x40012004 ;;193
STR R0,[R1] ;;194
LDR R0,= 0x00001011 ;;195
LDR R1,= 0xA0000010 ;;196
STR R0,[R1] ;;197
LDR R0,= 0x00000200 ;;198
LDR R1,= 0xA0000014 ;;199
STR R0,[R1] ;;200
ENDIF ;;201
IMPORT __main ;;202聲明__main標號。
LDR R0, =__main ;;203 跳轉__main地址執行
BX R0 ;;204
ENDP ;;205
ALIGN ;;206
IF :DEF:__MICROLIB ;;207 IF…ELSE…ENDIF結構,判斷是否使用DEF:__MICROLIB(此處爲不使用)。
EXPORT __initial_sp ;;208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。
EXPORT __heap_base ;;209
EXPORT __heap_limit ;;210
ELSE ;;211
IMPORT __use_two_region_memory ;;212定義全局標號__use_two_region_memory
EXPORT __user_initial_stackheap ;;213聲明全局標號__user_initial_stackheap,這樣外程序也可調用此標號。
__user_initial_stackheap ;;214標號__user_initial_stackheap,表示用戶堆棧初始化程序入口。
LDR R0, = Heap_Mem ;;215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。
LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size) ;;216
LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size) ;;217
LDR R3, = Stack_Mem ;;218
BX LR ;;219
ALIGN ;;220
ENDIF ;;221
END ;;222
ENDIF ;;223
END ;;224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“READONLY”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。


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