STM32啟動檔案的分析

阿新 • • 發佈：2019-02-09

;* 檔名          : startup_stm32f10x_hd.s
;* 庫版本           : V3.5.0
;* 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
;*

Stack_Size EQU 0x00000200 ;定義堆疊的大小

;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
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;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

Stack_Mem SPACE Stack_Size ;分配堆疊空間，把首地址賦給Stack_Mem
__initial_sp ;初始化堆疊指標，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。

; <h> Heap Configuration
; <o> Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

Heap_Size EQU 0x00000200 ;定義堆的大小

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;堆段,未初始化,允許讀寫,堆資料段8位元組邊界對齊
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size ;分配堆空間
__heap_limit    ;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
                AREA    RESET, DATA, READONLY ;復位段,只包含資料，只讀
                EXPORT __Vectors             ;標號輸出，中斷向量表開始
                EXPORT __Vectors_End         ;中斷向量表結束
                EXPORT __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       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

;|.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

; Reset handler
Reset_Handler   PROC
                EXPORT Reset_Handler             [WEAK] ;此處[WEAK]表示弱定義，優先執行其他檔案的定義
                IMPORT __main
                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
                BX      R0    ; 切換指令集,main函式不返回
                ENDP

; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)

NMI_Handler     PROC
                EXPORT NMI_Handler                [WEAK]
                B       .
                ENDP
HardFault_Handler\
                PROC
                EXPORT HardFault_Handler          [WEAK]
                B       .
                ENDP
MemManage_Handler\
                PROC
                EXPORT MemManage_Handler          [WEAK]
                B       .
                ENDP
BusFault_Handler\
                PROC
                EXPORT BusFault_Handler           [WEAK]
                B       .
                ENDP
UsageFault_Handler\
                PROC
                EXPORT UsageFault_Handler         [WEAK]
                B       .
                ENDP
SVC_Handler     PROC
                EXPORT SVC_Handler                [WEAK]
                B       .
                ENDP
DebugMon_Handler\
                PROC
                EXPORT DebugMon_Handler           [WEAK]
                B       .
                ENDP
OS_CPU_PendSVHandler PROC
                EXPORT OS_CPU_PendSVHandler       [WEAK]
                B       .
                ENDP
OS_CPU_SysTickHandler PROC
                EXPORT OS_CPU_SysTickHandler            [WEAK]
                B       .
                ENDP

Default_Handler PROC
                ; 輸出異常向量表標號，方便外部實現異常的具體功能， [WEAK] 是弱定義的意思，如果外部定義了，優先執行外部定義，否則下面的函式定義
                EXPORT WWDG_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT PVD_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT TAMPER_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT RTC_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT FLASH_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT RCC_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT EXTI0_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT EXTI1_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT EXTI2_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT EXTI3_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT EXTI4_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel1_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel2_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel3_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel4_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel5_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel6_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA1_Channel7_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT ADC1_2_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler [WEAK]
                EXPORT USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler [WEAK]
                EXPORT CAN1_RX1_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT CAN1_SCE_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT EXTI9_5_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT TIM1_BRK_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT TIM1_UP_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler    [WEAK]
                EXPORT TIM1_CC_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT TIM2_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT TIM3_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT TIM4_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT I2C1_EV_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT I2C1_ER_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT I2C2_EV_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT I2C2_ER_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT SPI1_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT SPI2_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT USART1_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT USART2_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT USART3_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT EXTI15_10_IRQHandler       [WEAK]
                EXPORT RTCAlarm_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT USBWakeUp_IRQHandler       [WEAK]
                EXPORT TIM8_BRK_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT TIM8_UP_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT TIM8_TRG_COM_IRQHandler    [WEAK]
                EXPORT TIM8_CC_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT ADC3_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT FSMC_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT SDIO_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT TIM5_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT SPI3_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT UART4_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT UART5_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT TIM6_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT TIM7_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT DMA2_Channel1_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA2_Channel2_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA2_Channel3_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler [WEAK]
; 如下只是定義一個空函式
WWDG_IRQHandler
PVD_IRQHandler
TAMPER_IRQHandler
RTC_IRQHandler
FLASH_IRQHandler
RCC_IRQHandler
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
DMA1_Channel1_IRQHandler
DMA1_Channel2_IRQHandler
DMA1_Channel3_IRQHandler
DMA1_Channel4_IRQHandler
DMA1_Channel5_IRQHandler
DMA1_Channel6_IRQHandler
DMA1_Channel7_IRQHandler
ADC1_2_IRQHandler
USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler
USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler
CAN1_RX1_IRQHandler
CAN1_SCE_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
TIM1_BRK_IRQHandler
TIM1_UP_IRQHandler
TIM1_TRG_COM_IRQHandler
TIM1_CC_IRQHandler
TIM2_IRQHandler
TIM3_IRQHandler
TIM4_IRQHandler
I2C1_EV_IRQHandler
I2C1_ER_IRQHandler
I2C2_EV_IRQHandler
I2C2_ER_IRQHandler
SPI1_IRQHandler
SPI2_IRQHandler
USART1_IRQHandler
USART2_IRQHandler
USART3_IRQHandler
EXTI15_10_IRQHandler
RTCAlarm_IRQHandler
USBWakeUp_IRQHandler
TIM8_BRK_IRQHandler
TIM8_UP_IRQHandler
TIM8_TRG_COM_IRQHandler
TIM8_CC_IRQHandler
ADC3_IRQHandler
FSMC_IRQHandler
SDIO_IRQHandler
TIM5_IRQHandler
SPI3_IRQHandler
UART4_IRQHandler
UART5_IRQHandler
TIM6_IRQHandler
TIM7_IRQHandler
DMA2_Channel1_IRQHandler
DMA2_Channel2_IRQHandler
DMA2_Channel3_IRQHandler
DMA2_Channel4_5_IRQHandler
                B       .

ENDP

ALIGN ; 預設是字對齊方式，也說明了程式碼是4位元組對齊的

;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization
;*******************************************************************************
                 IF      :DEF:__MICROLIB ;如果勾選了

                 EXPORT __initial_sp
                 EXPORT __heap_base
                 EXPORT __heap_limit

                 ELSE

                 IMPORT __use_two_region_memory ; 兩區堆疊空間，堆和棧有各自的空間地址
                 EXPORT __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap
; 此處是初始化兩區的堆疊空間，堆是從由低到高的增長，棧是由高向低生長的，兩個是互相獨立的資料段，並不能交叉使用。

                 LDR     R0, = Heap_Mem
                 LDR     R1, = (Stack_Mem + Stack_Size)
                 LDR     R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
                 LDR     R3, = Stack_Mem
                 BX      LR

ALIGN

ENDIF

END ; END 命令指示彙編器，已到達一個原始檔的末尾。

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