zoukankan      html  css  js  c++  java
  • STM32启动文件详解

     

     

    启动文件使用的 ARM 汇编指令汇总

    1

            启动程序源码注释(点此下载)

    1. Stack—栈

     Stack_Size EQU 0x00000400
    
     AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=
     Stack_Mem SPACE Stack_Size
     __initial_sp

           开辟栈的大小为 0X00000400(1KB),名字为 STACK, NOINIT 即不初始化,可读可写, 8(2^3)字节对齐。

           栈的作用是用于局部变量,函数调用,函数形参等的开销,栈的大小不能超过内部SRAM 的大小。如果编写的程序比较大,定义的局部变量很多,那么就需要修改栈的大小。如果某一天,你写的程序出现了莫名奇怪的错误,并进入了硬 fault 的时候,这时你就要考虑下是不是栈不够大,溢出了。

            EQU:宏定义的伪指令,相当于等于,类似与 C 中的 define。

            AREA:告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。 STACK 表示段名,这个可以任意命名; NOINIT 表示不初始化; READWRITE 表示可读可写, ALIGN=3,表示按照 2^3对齐,即 8 字节对齐。

            SPACE:用于分配一定大小的内存空间,单位为字节。这里指定大小等于 Stack_Size。

            标号__initial_sp 紧挨着 SPACE 语句放置,表示栈的结束地址,即栈顶地址,栈是由高向低生长的。

    2. Heap 堆

    Heap_Size EQU 0x00000200
    AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
    __heap_base
    Heap_Mem SPACE Heap_Size
    heap_limit

           开辟堆的大小为 0X00000200(512 字节),名字为 HEAP, NOINIT 即不初始化,可读可写, 8(2^3)字节对齐。 __heap_base 表示对的起始地址, __heap_limit 表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的,跟栈的生长方向相反。

          堆主要用来动态内存的分配,像 malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在 STM32里面用的比较少。

     PRESERVE8
     THUMB

           PRESERVE8: 指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。

           THUMB:表示后面指令兼容 THUMB 指令。 THUBM 是 ARM 以前的指令集, 16bit,现在 Cortex-M 系列的都使用 THUMB-2 指令集, THUMB-2 是 32 位的,兼容 16 位和 32 位的指令,是 THUMB 的超集。

    3. 向量表

    AREA RESET, DATA, READONLY
    EXPORT __Vectors
    EXPORT __Vectors_End
    EXPORT __Vectors_Size

            定义一个数据段,名字为 RESET,可读。并声明 __Vectors、 __Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号具有全局属性,可供外部的文件调用。

            EXPORT: 声明一个标号可被外部的文件使用,使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器,则使用的是 GLOBAL 这个指令。

           当内核响应了一个发生的异常后,对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定 ESR的入口地址, 内核使用了―向量表查表机制‖。这里使用一张向量表。向量表其实是一个WORD(32 位整数)数组,每个下标对应一种异常,该下标元素的值则是该 ESR 的入口地址。向量表在地址空间中的位置是可以设置的,通过 NVIC 中的一个重定位寄存器来指出向量表的地址。在复位后,该寄存器的值为 0。因此,在地址 0 (即 FLASH 地址 0) 处必须包含一张向量表,用于初始时的异常分配。要注意的是这里有个另类: 0 号类型并不是什么入口地址,而是给出了复位后 MSP 的初值。

    表格 15-2 F103 向量表

    1

    __Vectors DCD __initial_sp ;栈顶地址
    DCD Reset_Handler ;复位程序地址
    DCD NMI_Handler
    DCD HardFault_Handler
    DCD MemManage_Handler
    DCD BusFault_Handler
    DCD UsageFault_Handler
    DCD 0 ; 0 表示保留
    DCD 0
    DCD 0
    DCD 0
    DCD SVC_Handler
    DCD DebugMon_Handler
    DCD 0
    DCD PendSV_Handler
    DCD SysTick_Handler
    ;外部中断开始
    DCD WWDG_IRQHandler
    DCD PVD_IRQHandler
    DCD TAMPER_IRQHandler
    ;限于篇幅,中间代码省略
    DCD DMA2_Channel2_IRQHandler
    DCD DMA2_Channel3_IRQHandler
    DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler
    __Vectors_End
    __Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors

            __Vectors 为向量表起始地址, __Vectors_End 为向量表结束地址,两个相减即可算出向量表大小。

            向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置,以 4 个字节为一个单位,地址 0 存放的是栈顶地址, 0X04 存放的是复位程序的地址,以此类推。从代码上看,向量表中存放的都是中断服务函数的函数名,可我们知道 C 语言中的函数名就是一个地址。

            DCD:分配一个或者多个以字为单位的内存,以四字节对齐,并要求初始化这些内存。在向量表中, DCD 分配了一堆内存,并且以 ESR 的入口地址初始化它们。

    4. 复位程序

     AREA |.text|, CODE, READONLY

              定义一个名称为.text 的代码段,可读。

    Reset_Handler PROC
    EXPORT Reset_Handler [WEAK]
    IMPORT SystemInit
    IMPORT __main
    LDR R0, =SystemInit
    BLX R0
    LDR R0, =__main
    BX R0
    ENDP

             复位子程序是系统上电后第一个执行的程序,调用 SystemInit 函数初始化系统时钟,然后调用 C 库函数_mian,最终调用 main 函数去到 C 的世界。

             WEAK:表示弱定义,如果外部文件优先定义了该标号则首先引用该标号,如果外部文件没有声明也不会出错。这里表示复位子程序可以由用户在其他文件重新实现,这里并不是唯一的。

             IMPORT:表示该标号来自外部文件,跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。这里表示 SystemInit 和__main 这两个函数均来自外部的文件。

             SystemInit()是一个标准的库函数,在 system_stm32f10x.c 这个库文件总定义。主要作用是配置系统时钟,这里调用这个函数之后,单片机的系统时钟配被配置为 72M。__main 是一个标准的 C 库函数,主要作用是初始化用户堆栈,并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。

            LDR、 BLX、 BX 是 CM4 内核的指令,可在《CM3 权威指南 CnR2》第四章-指令集里面查询到,具体作用见下表:

    1

    5. 中断服务程序

            在启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数,跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的,真正的中断复服务程序需要我们在外部的 C 文件里面重新实现,这里只是提前占了一个位置而已。

            如果我们在使用某个外设的时候,开启了某个中断,但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错,那当中断来临的时,程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中,并且在这个空函数中无线循环,即程序就死在这里。

    NMI_Handler PROC ;系统异常
    EXPORT NMI_Handler [WEAK]
    B .
    ENDP
    ;限于篇幅,中间代码省略
    SysTick_Handler PROC
    EXPORT SysTick_Handler [WEAK]
    B .
    ENDP
    Default_Handler PROC ;外部中断
    EXPORT WWDG_IRQHandler [WEAK]
    EXPORT PVD_IRQHandler [WEAK]
    EXPORT TAMP_STAMP_IRQHandler [WEAK]
    ;限于篇幅,中间代码省略
    LTDC_IRQHandler
    LTDC_ER_IRQHandler
    DMA2D_IRQHandler
    B .

    ENDP

           B:跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’,即表示无线循环

    6. 用户堆栈初始化

    ALIGN

            ALIGN:对指令或者数据存放的地址进行对齐,后面会跟一个立即数。缺省表示 4 字节对齐。

    ;用户栈和堆初始化,由 C 库函数_main 来完成
    IF :DEF:__MICROLIB ;这个宏在 KEIL 里面开启
    EXPORT __initial_sp
    EXPORT __heap_base
    EXPORT __heap_limit
    ELSE
    IMPORT __use_two_region_memory ; 这个函数由用户自己实现
    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
    ALIGN
    ENDIF
    END

            首先判断是否定义了__MICROLIB ,如果定义了这个宏则赋予标号__initial_sp(栈顶地址)、 __heap_base(堆起始地址)、 __heap_limit(堆结束地址)全局属性,可供外部文件调用。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置,具体见图 15-2。然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。

    1

           如 果没 有 定 义 __MICROLIB , 则 才 用 双 段 存 储 器 模 式 , 且 声 明 标 号__user_initial_stackheap 具有全局属性,让用户自己来初始化堆栈。

           IF,ELSE,ENDIF:汇编的条件分支语句,跟 C 语言的 if ,else 类似

           END:文件结束

  • 相关阅读:
    献给 Python 开发人员的 25 个最佳 GitHub 代码库!
    6 drf-认证权限解析频率
    4: drf视图组件
    3 drf请求与响应
    十三:Django框架学习之auth模块
    十二:django中间件学习之拓展1
    git光速从入门到精通
    mac系统下的mysql安装(ver.8.0.20)
    python小练习——2048
    docker下overlay2占用空间过大,清理docker占用空间
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wenshinlee/p/8859227.html
Copyright © 2011-2022 走看看