STM启动代码分析Word格式文档下载.docx
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IMPORTBusFaultException;
16
IMPORTUsageFaultException;
17
IMPORTSVCHandler;
18
IMPORTDebugMonitor;
19
IMPORTPendSVC;
20
IMPORTSysTickHandler;
21
IMPORTWWDG_IRQHandler;
22
IMPORTPVD_IRQHandler;
23
IMPORTTAMPER_IRQHandler;
24
IMPORTRTC_IRQHandler;
25
IMPORTFLASH_IRQHandler;
26
IMPORTRCC_IRQHandler;
27
IMPORTEXTI0_IRQHandler;
28
IMPORTEXTI1_IRQHandler;
29
IMPORTEXTI2_IRQHandler;
30
IMPORTEXTI3_IRQHandler;
31
IMPORTEXTI4_IRQHandler;
32
IMPORTDMA1_Channel1_IRQHandler;
33
IMPORTDMA1_Channel2_IRQHandler;
34
IMPORTDMA1_Channel3_IRQHandler;
35
IMPORTDMA1_Channel4_IRQHandler;
36
IMPORTDMA1_Channel5_IRQHandler;
37
IMPORTDMA1_Channel6_IRQHandler;
38
IMPORTDMA1_Channel7_IRQHandler;
39
IMPORTADC1_2_IRQHandler;
40
IMPORTUSB_HP_CAN_TX_IRQHandler;
41
IMPORTUSB_LP_CAN_RX0_IRQHandler;
42
IMPORTCAN_RX1_IRQHandler;
43
IMPORTCAN_SCE_IRQHandler;
44
IMPORTEXTI9_5_IRQHandler;
45
IMPORTTIM1_BRK_IRQHandler;
46
IMPORTTIM1_UP_IRQHandler;
47
IMPORTTIM1_TRG_COM_IRQHandler;
48
IMPORTTIM1_CC_IRQHandler;
49
IMPORTTIM2_IRQHandler;
50
IMPORTTIM3_IRQHandler;
51
IMPORTTIM4_IRQHandler;
52
IMPORTI2C1_EV_IRQHandler;
53
IMPORTI2C1_ER_IRQHandler;
54
IMPORTI2C2_EV_IRQHandler;
55
IMPORTI2C2_ER_IRQHandler;
56
IMPORTSPI1_IRQHandler;
57
IMPORTSPI2_IRQHandler;
58
IMPORTUSART1_IRQHandler;
59
IMPORTUSART2_IRQHandler;
60
IMPORTUSART3_IRQHandler;
61
IMPORTEXTI15_10_IRQHandler;
62
IMPORTRTCAlarm_IRQHandler;
63
IMPORTUSBWakeUp_IRQHandler;
64
IMPORTTIM8_BRK_IRQHandler;
65
IMPORTTIM8_UP_IRQHandler;
66
IMPORTTIM8_TRG_COM_IRQHandler;
67
IMPORTTIM8_CC_IRQHandler;
68
IMPORTADC3_IRQHandler;
69
IMPORTFSMC_IRQHandler;
70
IMPORTSDIO_IRQHandler;
71
IMPORTTIM5_IRQHandler;
72
IMPORTSPI3_IRQHandler;
73
IMPORTUART4_IRQHandler;
74
IMPORTUART5_IRQHandler;
75
IMPORTTIM6_IRQHandler;
76
IMPORTTIM7_IRQHandler;
77
IMPORTDMA2_Channel1_IRQHandler;
78
IMPORTDMA2_Channel2_IRQHandler;
79
IMPORTDMA2_Channel3_IRQHandler;
80
IMPORTDMA2_Channel4_5_IRQHandler;
81
AREARESET,DATA,READONLY;
82
EXPORT__Vectors;
83
__Vectors;
84
DCD__initial_sp;
85
DCDReset_Handler;
86
DCDNMIException;
87
DCDHardFaultException;
88
DCDMemManageException;
89
DCDBusFaultException;
90
DCDUsageFaultException;
91
DCD0;
92
93
94
95
DCDSVCHandler;
96
DCDDebugMonitor;
97
98
DCDPendSVC;
99
DCDSysTickHandler;
100
DCDWWDG_IRQHandler;
101
DCDPVD_IRQHandler;
102
DCDTAMPER_IRQHandler;
103
DCDRTC_IRQHandler;
104
DCDFLASH_IRQHandler;
105
DCDRCC_IRQHandler;
106
DCDEXTI0_IRQHandler;
107
DCDEXTI1_IRQHandler;
108
DCDEXTI2_IRQHandler;
109
DCDEXTI3_IRQHandler;
110
DCDEXTI4_IRQHandler;
111
DCDDMA1_Channel1_IRQHandler;
112
DCDDMA1_Channel2_IRQHandler;
113
DCDDMA1_Channel3_IRQHandler;
114
DCDDMA1_Channel4_IRQHandler;
115
DCDDMA1_Channel5_IRQHandler;
116
DCDDMA1_Channel6_IRQHandler;
117
DCDDMA1_Channel7_IRQHandler;
118
DCDADC1_2_IRQHandler;
119
DCDUSB_HP_CAN_TX_IRQHandler;
120
DCDUSB_LP_CAN_RX0_IRQHandler;
121
DCDCAN_RX1_IRQHandler;
122
DCDCAN_SCE_IRQHandler;
123
DCDEXTI9_5_IRQHandler;
124
DCDTIM1_BRK_IRQHandler;
125
DCDTIM1_UP_IRQHandler;
126
DCDTIM1_TRG_COM_IRQHandler;
127
DCDTIM1_CC_IRQHandler;
128
DCDTIM2_IRQHandler;
129
DCDTIM3_IRQHandler;
130
DCDTIM4_IRQHandler;
131
DCDI2C1_EV_IRQHandler;
132
DCDI2C1_ER_IRQHandler;
133
DCDI2C2_EV_IRQHandler;
134
DCDI2C2_ER_IRQHandler;
135
DCDSPI1_IRQHandler;
136
DCDSPI2_IRQHandler;
137
DCDUSART1_IRQHandler;
138
DCDUSART2_IRQHandler;
139
DCDUSART3_IRQHandler;
140
DCDEXTI15_10_IRQHandler;
141
DCDRTCAlarm_IRQHandler;
142
DCDUSBWakeUp_IRQHandler;
143
DCDTIM8_BRK_IRQHandler;
144
DCDTIM8_UP_IRQHandler;
145
DCDTIM8_TRG_COM_IRQHandler;
146
DCDTIM8_CC_IRQHandler;
147
DCDADC3_IRQHandler;
148
DCDFSMC_IRQHandler;
149
DCDSDIO_IRQHandler;
150
DCDTIM5_IRQHandler;
151
DCDSPI3_IRQHandler;
152
DCDUART4_IRQHandler;
153
DCDUART5_IRQHandler;
154
DCDTIM6_IRQHandler;
155
DCDTIM7_IRQHandler;
156
DCDDMA2_Channel1_IRQHandler;
157
DCDDMA2_Channel2_IRQHandler;
158
DCDDMA2_Channel3_IRQHandler;
159
DCDDMA2_Channel4_5_IRQHandler;
160
AREA|.text|,CODE,READONLY;
161
Reset_HandlerPROC;
162
EXPORTReset_Handler;
163
IFDATA_IN_ExtSRAM==1;
164
LDRR0,=0x00000114;
165
LDRR1,=0x40021014;
166
STRR0,[R1];
167
LDRR0,=0x000001E0;
168
LDRR1,=0x40021018;
169
170
LDRR0,=0x44BB44BB;
171
LDRR1,=0x40011400;
172
173
LDRR0,=0xBBBBBBBB;
174
LDRR1,=0x40011404;
175
176
LDRR0,=0xB44444BB;
177
LDRR1,=0x40011800;
178
179
180
LDRR1,=0x40011804;
181
182
LDRR0,=0x44BBBBBB;
183
LDRR1,=0x40011C00;
184
185
LDRR0,=0xBBBB4444;
186
LDRR1,=0x40011C04;
187
188
189
LDRR1,=0x40012000;
190
191
LDRR0,=0x44444B44;
192
LDRR1,=0x40012004;
193
194
LDRR0,=0x00001011;
195
LDRR1,=0xA0000010;
196
197
LDRR0,=0x00000200;
198
LDRR1,=0xA0000014;
199
200
ENDIF;
201
IMPORT__main;
202
LDRR0,=__main;
203
BXR0;
204
ENDP;
205
ALIGN;
206
IF:
DEF:
__MICROLIB;
207
EXPORT__initial_sp;
208
EXPORT__heap_base;
209
EXPORT__heap_limit;
210
ELSE;
211
IMPORT__use_two_region_memory;
212
EXPORT__user_initial_stackheap;
213
__user_initial_stackheap;
214
LDRR0,=Heap_Mem;
215
LDRR1,=(Stack_Mem+Stack_Size);
216
LDRR2,=(Heap_Mem+Heap_Size);
217
LDRR3,=Stack_Mem;
218
BXLR;
219
220
221
END;
222
223
224
如程序清单一,STM32的启动代码一共224行,使用了汇编语言编写,这其中的主要原因下文将会给出交代。
现在从第一行开始分析:
第1行:
定义是否使用外部SRAM,为1则使用,为0则表示不使用。
此语行若用C语言表达则等价于:
#defineDATA_IN_ExtSRAM0
第2行:
定义栈空间大小为0x00000400个字节,即1Kbyte。
此语行亦等价于:
#defineStack_Size0x00000400
第3行:
伪指令AREA,表示
第4行:
开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈。
第5行:
标号__initial_sp,表示栈空间顶地址。
第6行:
定义堆空间大小为0x00000400个字节,也为1Kbyte。
第7行:
第8行:
标号__heap_base,表示堆空间起始地址。
第9行:
开辟一段大小为Heap_Size的内存空间作为堆。
第10行:
标号__heap_limit,表示堆空间结束地址。
第11行:
告诉编译器使用THUMB指令集。
第12行:
告诉编译器以8字节对齐。
第13—81行:
IMPORT指令,指示后续符号是在外部文件定义的(类似C语言中的全局变量声明),而下文可能会使用到这些符号。
第82行:
定义只读数据段,实际上是在CODE区(假设STM32从FLASH启动,则此中断向量表起始地址即为0x8000000)
第83行:
将标号__Vectors声明为全局标号,这样外部文件就可以使用这个标号。
第84行:
标号__Vectors,表示中断向量表入口地址。
第85—160行:
建立中断向量表。
第161行:
第162行:
复位中断服务程序,PROC…ENDP结构表示程序的开始和结束。
第163行:
声明复位中断向量Reset_Handler为全局属性,这样外部文件就可以调用此复位中断服务。
第164行:
IF…ENDIF为预编译结构,判断是否使用外部SRAM,在第1行中已定义为“不使用”。
第165—201行:
此部分代码的作用是设置FSMC总线以支持SRAM,因不使用外部SRAM因此此部分代码不会被编译。
第202行:
声明__main标号。
第203—204行:
跳转__main地址执行。
第207行:
IF…ELSE…ENDIF结构,判断是否使用DEF:
__MICROLIB(此处为不使用)。
第208—210行:
若使用DEF:
__MICROLIB,则将__initial_sp,__heap_base,__heap_limit亦即栈顶地址,堆始末地址赋予全局属性,使外部程序可以使用。
第212行:
定义全局标号__use_two_region_memory。
第213行:
声明全局标号__user_initial_stackheap,这样外程序也可调用此标号。
第214行:
标号__user_initial_stackheap,表示用户堆栈初始化程序入口。
第215—218行:
分别保存栈顶指针和栈大小,堆始地址和堆大小至R0,R1,R2,R3寄存器。
第224行:
程序完毕。
以上便是STM32的启动代码的完整解析,接下来对几个小地方做解释:
1、AREA指令:
伪指令,用于定义代码段或数据段,后跟属性标号。
其中比较重要的一个标号为“READONLY”或者“READWRITE”,其中“READONLY”表示该段为只读属性,联系到STM32的内部存储介质,可知具有只读属性的段保存于FLASH区,即0x8000000地址后。
而“READONLY”表示该段为“可读写”属性,可知“可读写”段保存于SRAM区,即0x2000000地址后。
由此可以从第3、7行代码知道,堆栈段位于SRAM空间。
从第82行可知,中断向量表放置与FLASH区,而这也是整片启动代码中最先被放进FLASH区的数据。
因此可以得到一条重要的信息:
0x8000000地址存放的是栈顶地址__initial_sp,0x8000004地址存放的是复位中断向量Reset_Handler(STM32使用32位总线,因此存储空间为4字节对齐)。
2、DCD指令:
作用是开辟一段空间,其意义等价于C语言中的地址符“&
”。
因此从第84行开始建立的中断向量表则类似于使用C语言定义了一个指针数组,其每一个成员都是一个函数指针,分别指向各个中断服务函数。
3、标号:
前文多处使用了“标号”一词。
标号主要用于表示一片内存空间的某个位置,等价于C语言中的“地址”概念。
地址仅仅表示存储空间的一个位置,从C语言的角度来看,变量的地址,数组的地址或是函数的入口地址在本质上并无区别。
4、第202行中的__main标号并不表示C程序中的main函数入口地址,因此第204行也并不是跳转至main函数开始执行C程序。
__main标号表示C/C++标准实时库函数里的一个初始化子程序__main的入口地址。
该程序的一个主要作用是初始化堆栈(对于程序清单一来说则是跳转__user_initial_stackheap标号进行初始化堆栈的),并初始化映像文件,最后跳转C程序中的main函数。
这就解释了为何所有的C程序必须有一个main函数作为程序的起点——因为这是由C/C++标准实时库所规定的——并且不能更改,因为C/C++标准实时库并不对外界开发源代码。
因此,实际上在用户可见的前提下,程序在第204行后就跳转至.c文件中的main函数,开始执行C程序了。
至此可以总结一下STM32的启动文件和启动过程。
首先对栈和堆的大小进行定义,并在代码区的起始处建立中断向量表,其第一个表项是栈顶地址,第二个表项是复位中断服务入口地址。
然后在复位中断服务程序中跳转¬
¬
C/C++标准实时库的__main函数,完成用户堆栈等的初始化后,跳转.c文件中的main函数开始执行C程序。
假设STM32被设置为从内部FLASH启动(这也是最常见的一种情况),中断向量表起始地位为0x8000000,则栈顶地址存放于0x8000000处,而复位中断服务入口地址存放于0x8000004处。
当STM32遇到复位信号后,则从0x80000004处取出复位中断服务入口地址,继而执行复位
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