硬件: STM32F1系列

軟件環(huán)境：Keil 4.54

注：本文中提到的RTOS以RT-Thread為例，不涵蓋所有RTOS的情況

?

在Keil MDK中新建工程時會根據(jù)所選的device自動生成啟動代碼文件startup.s，該文件的作用可根據(jù)其頭部的注釋看出

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
;* - 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.

?在startup.s中，完成了堆棧大小和中斷向量表的設(shè)置。默認(rèn)的棧大小為400字節(jié)，堆大小為200字節(jié)，可自行更改。這個棧在bare-metal系統(tǒng)中為全局所使用，在帶RTOS的系統(tǒng)中被操作系統(tǒng)內(nèi)核和中斷所使用，如果無多層函數(shù)嵌套調(diào)用，通常是夠用的。堆在使用malloc()的時候會被用到。堆棧的設(shè)置必須用匯編語言完成，因為C語言通常會用到函數(shù)，而函數(shù)調(diào)用是依賴于堆棧的。關(guān)于startup.s的詳細(xì)分析請參考004：STM32啟動文件詳解及SystemInit函數(shù)分析一文

?

?系統(tǒng)上電后，默認(rèn)從地址為0的地方開始執(zhí)行。在STM32中，若根據(jù)boot引腳選擇從主閃存存儲器啟動，則主閃存存儲器被映射到啟動空間(0x0000?0000)，但仍然能夠在它原有的地址(0x0800?0000)訪問它。0x08000000開始的一段區(qū)域存放的是中斷向量表(即startup.s中__Vectors開始的部分)Assembly代碼??

;?Vector?Table?Mapped?to?Address?0?at?Reset????

????????????????AREA????RESET,?DATA,?READONLY??

????????????????EXPORT??__Vectors??

????????????????EXPORT??__Vectors_End??

????????????????EXPORT??__Vectors_Size??

??

__Vectors???????DCD?????__initial_sp????????????????????;?Top?of?Stack??

????????????????DCD?????Reset_Handler???????????????????;?Reset?Handler?????

?先是執(zhí)行__initial_sp設(shè)置主堆棧指針MSP(相關(guān)概念請參考宋巖翻譯的《Cortex-M3權(quán)威指南》)，而后執(zhí)行復(fù)位操作Reset_HandlerAssembly代碼??

Reset_Handler????PROC??

?????????????????EXPORT??Reset_Handler?????????????[WEAK]??

?????IMPORT??__main??

?????IMPORT??SystemInit??

?????????????????LDR?????R0,?=SystemInit??

?????????????????BLX?????R0??

?????????????????LDR?????R0,?=__main??

?????????????????BX??????R0??

?????????????????ENDP??

?Reset_Handler中首先執(zhí)行SystemInit()函數(shù)(在system_stm32f10x.c文件中定義)，該函數(shù)主要完成了RCC時鐘的設(shè)置。接著執(zhí)行__main()處的代碼。在Keil IDE的工程窗口中，是無法搜索到__main()的定義的，但在匯編代碼和工程map文件中可以找到它的身影Assembly代碼??

__main??????????????????0x08000121???Thumb?Code?????0??entry.o(.ARM.Collect$$$$00000000)??

?推測應(yīng)該是在entry.c文件中，而entry.c文件應(yīng)該是在Keil自帶的library里。?

?參考MDK __main()代碼執(zhí)行過程分析一文，__main()中主要通過

1. __scatterload()把RW/RO輸出段從裝載域地址復(fù)制到運行域地址，并完成ZI運行域的初始化工作。

2. __rt_entry()初始化堆棧，完成庫函數(shù)的初始化，最后自動跳轉(zhuǎn)向main()函數(shù)。其中__user_initial_stackheap()是在startup.s中定義的

Assembly代碼??

EXPORT??__user_initial_stackheap???????????????????

__user_initial_stackheap??

?????????????????LDR?????R0,?=??Heap_Mem??

?????????????????LDR?????R1,?=(Stack_Mem?+?Stack_Size)??

?????????????????LDR?????R2,?=?(Heap_Mem?+??Heap_Size)??

?????????????????LDR?????R3,?=?Stack_Mem??

?????????????????BX??????LR??

根據(jù)AAPCS的規(guī)定，棧任何時候都得4字節(jié)對齊，在調(diào)用入口得8字節(jié)對齊。對于帶RTOS的系統(tǒng)，該函數(shù)根據(jù)

Assembly代碼??

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

AREA????HEAP,?NOINIT,?READWRITE,?ALIGN=3??

PRESERVE8??

?保證了主堆棧指針MSP是遵守規(guī)定的，而線程堆棧指針PSP全靠自己來保證每次進(jìn)入C世界時是8字節(jié)對齊，通常的做法是在程序中使用__attribute__((aligned(8)))來告知編譯器在分配空間時采用8字節(jié)對齊。在發(fā)生中斷時，如果當(dāng)前正在使用的棧指針不是8字節(jié)對齊，則先把SP-4，調(diào)整為8字節(jié)對齊，參考cortex-m3 棧的8字節(jié)對齊一文

補充：startup.s定義了中斷處理函數(shù)

Assembly代碼??

NMI_Handler?????PROC????????;過程的開始??

????????????????EXPORT??NMI_Handler??[WEAK]??

????????????????B????.??????;原地跳轉(zhuǎn)(即無限循環(huán))，??

????????????????ENDP????????;過程的結(jié)束??

?其中WEAK作為若定義，意思是如果在別處也定義該symbol，在鏈接時用別處的地址，而stm3210x_it.c這個文件通常會進(jìn)行這些中斷處理函數(shù)的重新定義

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32启动过程分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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