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STM32啟動檔案詳解

在<<STM32不完全手冊裡面>>,用的是STM32F103RBT6,所有的例程都採用了一個叫STM32F10x.s的啟動檔案,裡面定義了STM32的堆疊大小以及各種中斷的名字及入口函式名稱,還有啟動相關的彙編程式碼。STM32F10x.s是MDK提供的啟動程式碼,從其裡面的內容看來,它只定義了3個串列埠,4個定時器。實際上STM32的系列產品有5個串列埠的型號,也只有有2個串列埠的型號,定時器也是,做多的有8個定時器。比如,如果你用的STM32F103ZET6,而啟動檔案用的是STM32F10x.s的話,你可以正常使用串列埠1~3的中斷,而串列埠4和5的中斷,則無**常使用。又比如,你TIM1~4的中斷可以正常使用,而5~8的,則無法使用。  而在韌體庫裡出現3個檔案 startup_stm32f10x_ld.s startup_stm32f10x_md.s startup_stm32f10x_hd.s 其中,ld.s適用於小容量 產品;md.s適用於中等容量產品;hd適用於大容量產品; 這裡的容量是指FLASH的大小.判斷方法如下: 小容量:FLASH≤32K 中容量:64K≤FLASH≤128K 大容量:256K≤FLASH ;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ******************** ;* File Name          : startup_stm32f10x_hd.s ;* Author             : MCD Application Team ;* Version            : V3.5.0 ;* Date               : 11-March-2011 ;* Description        : STM32F10x High Density Devices vector table for MDK-ARM ;*                      toolchain. ;*                      This module performs: ;*                      - Set the initial SP ;*                      - Set the initial PC == Reset_Handler ;*                      - Set the vector table entries with the exceptions ISR address ;*                      - Configure the clock system and also configure the external ;*                        SRAM mounted on STM3210E-EVAL board to be used as data ;*                        memory (optional, to be enabled by user) ;*                      - Branches to __main in the C library (which eventually ;*                        calls main()). ;*                      After Reset the CortexM3 processor is in Thread mode, ;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main. ;* 說明:               此檔案為STM32F10x高密度裝置的MDK工具鏈的啟動檔案 ;*                     該模組執行以下操作: ;*                     -設定初始堆疊指標(SP) ;*                     -設定初始程式計數器(PC)為復位向量,並在執行main函式前初始化系統時鐘 ;*                     -設定向量表入口為異常事件的入口地址 ;*                     -復位之後處理器為執行緒模式,優先順序為特權級,堆疊設定為MSP主堆疊 ;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   ; 首先對棧和堆的大小進行定義,並在程式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式中跳轉??C/C++標 ; 準實時庫的__main函式。假設STM32被設定為從內部FLASH啟動中斷向量表起始地位為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 ; 到復位訊號後,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式, ; 然後跳轉__main函式,最後來到C的世界。 ; 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“&”。開始建立的中斷向量 ; 表則類似於使用C語.其每一個成員都是一個函式指標,分別指向各個中斷服務函式 ;偽指令AREA,表示開闢一段大小為Stack_Size的記憶體空間作為棧,段名是STACK,可讀可寫。 ;NOINIT:指定此資料段僅僅保留了記憶體單元,而沒有將各初始值寫入記憶體單元,或者將各個記憶體單元值初始化為0 ;******************************************************************************* ; THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS ; WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE TIME. ; AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT, ; INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM THE ; CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE CODING ; INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS. ;******************************************************************************* ; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack ; Tailor this value to your application needs ;  Stack Configuration ;    Stack Size (in Bytes) ;      Stack_Size      EQU     0x00000400   ;定義棧大小1024B     AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3;###AREA 命令指示彙編器彙編一個新的程式碼段或資料段。                ;段是獨立的、指定的、不可見的程式碼或資料塊,它們由連結器處理.                ;段是獨立的、命名的、不可分割的程式碼或資料序列。一個程式碼段是生成一個應用程式的最低要求                ;預設情況下,ELF 段在四位元組邊界上對齊。expression 可以擁有 0 到 31 的任何整數。                ;段在 2expression 位元組邊界上對齊 Stack_Mem       SPACE   Stack_Size       ;### ;分配連續 Stack_Size 位元組的儲存單元並初始化為 0。                ;堆疊段,未初始化,允許讀寫,8位元組邊界對齊                                                          ;說明: Cortex-M3的指令地址要求是字邊界對齊(4位元組);但是程式碼段是8位元組邊界對齊的                __initial_sp                                             ;###初始化堆疊指,標號__initial_sp表示指向堆疊頂. ; ###此處有個一個問題討論,關於棧頂在RAM中所處位置問題,很多初學者一直以為是編譯器特意放在HEAP段之後是有意為之,並且認為這樣可以利用heap未分配空間來防止未知的棧溢位問
題 ; 這種理解是錯誤的,連結器並不會為棧的位置做特殊的處理,而且這樣做也並不會利用heap段,在此檔案的最後對堆疊的初始化程式碼中可以看出他們是兩個互相獨立的資料區。此處出現的
現 ; 象是因為MDK按資料段的字母順序連結資料段的地址的,所以此處造成了堆的地址在棧的前面的假象,不要竊以為是有某種特殊的約定。     ;  Heap Configuration ;     Heap Size (in Bytes) ; Heap_Size       EQU     0x00000200                       ;定義堆的大小                 AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;堆段,malloc用的地方,不一定連續空間,未初始化,允許讀寫,堆資料段8位元組邊界對齊 __heap_base             ;表示堆空間起始地址 Heap_Mem        SPACE   Heap_Size       ;分配堆空間 __heap_limit            ;表示堆空間結束地址與__heap_base配合限制堆的大小                 PRESERVE8         ;命令指定當前檔案保持棧的八位元組對齊                 THUMB          ;指令集,THUMB 必須位於使用新語法的任何Thumb程式碼之前         ; EXPORT 命令宣告一個符號,可由連結器用於解釋各個目標和庫檔案中的符號引用,相當於聲明瞭一個全域性變數。 GLOBAL 於 EXPORT相同。 ; 以下為向量表,在復位時被對映到FLASH的0地址 ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset;實際上是在CODE區(假設STM32從FLASH啟動,則此中斷向量表起始地址即為0x8000000)                 AREA    RESET, DATA, READONLY    ;定義一塊資料段,只可讀,段名字是RESET,復位段,只包含資料,只讀                 EXPORT  __Vectors ;標號輸出,中斷向量表開始;EXPORT在程式中宣告一個全域性的標號__Vectors,該標號可在其他的檔案中引用                 EXPORT  __Vectors_End      ;在程式中宣告一個全域性標號__Vectors_End                 EXPORT  __Vectors_Size      ;在程式中宣告一個全域性號__Vectors_Size,中斷向量表大小 ; DCD 命令分配一個或多個字的儲存器,在四個位元組的邊界上對齊,並定義儲存器的執行時初值。 __Vectors       ;建立中斷表     DCD     __initial_sp               ; Top of Stack     棧頂指標,被放在向量表的開始,FLASH的0地址,復位後首先裝載棧頂指標                 DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler   復位異常,裝載完棧頂後,第一個執行的,並且不返回。                 DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler   不可遮蔽中斷                 DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler  硬體錯誤中斷                 DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler   記憶體管理錯誤中斷                 DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler  匯流排錯誤中斷,一般發生在資料訪問異常,比如fsmc訪問不當                 DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler 用法錯誤中斷,一般是預取值,或者位置指令,資料處理等錯誤                 DCD     0                          ; Reserved                 DCD     0                          ; Reserved                 DCD     0                          ; Reserved                 DCD     0                          ; Reserved                 DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler   系統呼叫異常,主要是為了呼叫作業系統核心服務                 DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler 除錯監視異常                 DCD     0                          ; Reserved                 DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler   掛起異常,此處可以看見用作了uCOS-II的上下文切換異常,這是被推薦使用的, ;因為Cortex-M3會在異常發生時自動儲存R0-R3,R12,R13(堆疊指標SP),R14(連結地址,也叫返回地址LR,在異常返回時使用), ;R15(程式計數器PC,為當前應用程式+4)和中斷完成時自動回覆我們只需儲存R4-R11,大大減少了中斷響應和上下文切換的時間。 ;說明:此處涉及到一箇中斷儲存暫存器問題:因為在所有的執行模式下,未分組暫存器都指向同一個物理暫存器,他們未被系統用作特殊的用途, ;因此,在中斷或者異常處理進行模式轉換時,由於不同模式(此處為"執行緒"和"特權")均使用相同的物理暫存器,可能會造成暫存器中資料的破壞, ;這也是常說的"關鍵程式碼段"和"l臨界區"保護的原因。                 DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler  滴答定時器,為作業系統核心時鐘                 ;DCD     OS_CPU_PendSVHandler                                         ;DCD     OS_CPU_SysTickHandler                     ; External Interrupts      ;以上都是Coretex M3核心自帶的;以下為外部中斷向量表                 DCD     WWDG_IRQHandler            ; Window Watchdog                 DCD     PVD_IRQHandler             ; PVD through EXTI Line detect                 DCD     TAMPER_IRQHandler          ; Tamper                 DCD     RTC_IRQHandler             ; RTC                 DCD     FLASH_IRQHandler           ; Flash                 DCD     RCC_IRQHandler             ; RCC                 DCD     EXTI0_IRQHandler           ; EXTI Line 0                 DCD     EXTI1_IRQHandler           ; EXTI Line 1                 DCD     EXTI2_IRQHandler           ; EXTI Line 2                 DCD     EXTI3_IRQHandler           ; EXTI Line 3                 DCD     EXTI4_IRQHandler           ; EXTI Line 4                 DCD     DMA1_Channel1_IRQHandler   ; DMA1 Channel 1                 DCD     DMA1_Channel2_IRQHandler   ; DMA1 Channel 2                 DCD     DMA1_Channel3_IRQHandler   ; DMA1 Channel 3                 DCD     DMA1_Channel4_IRQHandler   ; DMA1 Channel 4                 DCD     DMA1_Channel5_IRQHandler   ; DMA1 Channel 5                 DCD     DMA1_Channel6_IRQHandler   ; DMA1 Channel 6                 DCD     DMA1_Channel7_IRQHandler   ; DMA1 Channel 7                 DCD     ADC1_2_IRQHandler          ; ADC1 & ADC2                 DCD     USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler  ; USB High Priority or CAN1 TX                 DCD     USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler ; USB Low  Priority or CAN1 RX0                 DCD     CAN1_RX1_IRQHandler        ; CAN1 RX1                 DCD     CAN1_SCE_IRQHandler        ; CAN1 SCE                 DCD     EXTI9_5_IRQHandler         ; EXTI Line 9..5                 DCD     TIM1_BRK_IRQHandler        ; TIM1 Break                 DCD     TIM1_UP_IRQHandler         ; TIM1 Update                 DCD     TIM1_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM1 Trigger and Commutation                 DCD     TIM1_CC_IRQHandler         ; TIM1 Capture Compare                 DCD     TIM2_IRQHandler            ; TIM2                 DCD     TIM3_IRQHandler            ; TIM3                 DCD     TIM4_IRQHandler            ; TIM4                 DCD     I2C1_EV_IRQHandler         ; I2C1 Event                 DCD     I2C1_ER_IRQHandler         ; I2C1 Error                 DCD     I2C2_EV_IRQHandler         ; I2C2 Event                 DCD     I2C2_ER_IRQHandler         ; I2C2 Error                 DCD     SPI1_IRQHandler            ; SPI1                 DCD     SPI2_IRQHandler            ; SPI2                 DCD     USART1_IRQHandler          ; USART1                 DCD     USART2_IRQHandler          ; USART2                 DCD     USART3_IRQHandler          ; USART3                 DCD     EXTI15_10_IRQHandler       ; EXTI Line 15..10                 DCD     RTCAlarm_IRQHandler        ; RTC Alarm through EXTI Line                 DCD     USBWakeUp_IRQHandler       ; USB Wakeup from suspend                 DCD     TIM8_BRK_IRQHandler        ; TIM8 Break                 DCD     TIM8_UP_IRQHandler         ; TIM8 Update                 DCD     TIM8_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM8 Trigger and Commutation                 DCD     TIM8_CC_IRQHandler         ; TIM8 Capture Compare                 DCD     ADC3_IRQHandler            ; ADC3                 DCD     FSMC_IRQHandler            ; FSMC                 DCD     SDIO_IRQHandler            ; SDIO                 DCD     TIM5_IRQHandler            ; TIM5                 DCD     SPI3_IRQHandler            ; SPI3                 DCD     UART4_IRQHandler           ; UART4                 DCD     UART5_IRQHandler           ; UART5                 DCD     TIM6_IRQHandler            ; TIM6                 DCD     TIM7_IRQHandler            ; TIM7                 DCD     DMA2_Channel1_IRQHandler   ; DMA2 Channel1                 DCD     DMA2_Channel2_IRQHandler   ; DMA2 Channel2                 DCD     DMA2_Channel3_IRQHandler   ; DMA2 Channel3                 DCD     DMA2_Channel4_5_IRQHandler ; DMA2 Channel4 & Channel5 __Vectors_End            ;向量表結束標誌 __Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors    ;計算向量表地址空間大小,得到向量表的大小,304個位元組也就是0x130個位元組                             ;|.text|  用於表示由 C 編譯程式產生的程式碼段,或用於以某種方式與 C 庫關聯的程式碼段。                 AREA    |.text|, CODE, READONLY    ;定義C編譯器原始碼的程式碼段,只讀                ;定義一個程式碼段,可讀,段名字是.text ; Reset handler Reset_Handler   PROC;利用PROC、ENDP這一對偽指令把程式段分為若干個過程,使程式的結構加清晰                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK] ;此處[WEAK]表示弱定義,在外部沒有定義該符號時匯出該符號Reset_Handler                 IMPORT  __main        ;IMPORT:偽指令用於通知編譯器要使用的標號在其他的原始檔中定義                ;但要在當前原始檔中引用,而且無論當前原始檔是否引用該標號                ;該標號均會被加入到當前原始檔的符號表中                 IMPORT  SystemInit                 LDR     R0, =SystemInit      ; 裝載暫存器指令                 BLX     R0                    ; 帶連結的跳轉,切換指令集                 LDR     R0, =__main ;__main為 執行時庫提供的函式;完成堆疊,堆的初始話等工作,會呼叫下面定義的__user_initial_stackheap                 BX      R0         ; 切換指令集,main函式不返回,跳到__main,進入C的世界      &nb