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对于小编来说,我以前对STM32F103的学习是通过正点原子的资料及视频学习,我也看过野火的资料,发现他们的视频都集中在C语言的基础上,不会跟你说启动文件是干什么的,直接就让你拿来用。现在我们要进入ARM世界了,就一定要开始了解汇编语言,了解启动文件里都做了些什么,它的作用是什么。 我们来一段一段解析startup文件。 1. 栈空间设置 ;堆栈大小设置,如果局部变量过多,这里应该相应改大.默认是1024字节. Stack_Size EQU 0x00000400 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 Stack_Mem SPACE Stack_Size __initial_sp 这里 Stack_Size EQU 0x00000400 什么意思呢,EQU在会汇编里相当于c语言的const关键词,用于定义一个常量。这里有一个需要知道的知识点,在ARM世界里栈是向下生长的。在这里也介绍一下堆和栈的区别,栈:一般用于存放函数的临时变量,即局部变量。在C语言中函数返回时你return的参数,实际上就是将函数内的局部变量压入栈中,等跳出函数时再将数据出栈的过程。栈最重要的作用还是在于线程切换时用来保护现场。堆:一般由程序员自行分配和释放,分配类似数据结构中的链表。在单片机里,没有内存管理堆存在将没有意义。所以对于我们之前学习的STM32F103的知识而言,在没用操作系统,纯裸机开发是只需要用到栈的。那可能就有疑问了,那我们的全局变量现在在哪?我们的全局变量其实存在于芯片内部的静态存储区里。 下一句 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ,伪指令AREA,表示开辟一段内存空间,段名是STACK。NOINIT:指定此数据段仅仅保留了内存单元,而没有将各初始值写入内存单元,或者将各个内存单元值初始化为0。READWRITE表示可读可写, ALIGN=3——2 的3次方表示以8字节对齐。SPACE用于申请一片内存空间,所以Stack_Mem SPACE Stack_Size的意思就是申请Stack_Size(1024字节)大小的内存空间,这个内存空间叫做Stack_Mem。 __initial_sp只是一个标号,相当于一个指向当前位置的一个指针,前面从内存地址当前位置0x20000000开始开辟了一个1024字节的栈,所以这里__initial_sp指向0x20000400。注意一下,我上面推出的这个地址是基于你c语言代码主函数里什么也没写且堆为空的时候的情况,毕竟不要忘了,栈前面还有静态存储区和堆区。 这个如果你对C语言有一定了解,肯定也了解过C语言goto的用法,它也要用到标号。 2. 堆空间设置 ;未用到编译器自带的内存管理(malloc,free等),设置Heap_Szie为0 Heap_Size EQU 0x00000000 AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 __heap_base Heap_Mem SPACE Heap_Size __heap_limit 根据上面对栈的解释,相信你已经能够看懂这段代码了。 这里设置了堆的空间大小为0,也就是实际上必不会给堆分配空间,到这里我们就可以判定现在内存中会存在一个静态存储区(如果C语言中存在变量的话)和一个1024字节的栈。在不使用堆的情况下,要注意了,你的栈的大小一定要比你定义的变量要大,不然你在使用大数组的时候就会直接从栈里溢出到静态存储区,整个程序直接跑飞。在ARM里规定堆默认是向上生长的,所以__heap_base是堆的起始位置,__heap_limit是堆的结束位置。 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. 中断向量表 ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset AREA RESET, DATA, READONLY EXPORT __Vectors EXPORT __Vectors_End EXPORT __Vectors_Size 首先定义了一个数据段RESET,只读。因为我们的中断向量表定好了以后肯定不希望有人可以修改它的。这里我们有接触到了一个伪指令EXPORT,它用来声明__Vectors、 __Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号具有全局属性。使用EXPORT可以让该变量被其他文件引用,意味着这三个标号可以被c语言代码引用。类似c语言里的extern关键词。 __Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack DCD Reset_Handler ; Reset Handler DCD NMI_Handler ; NMI Handler DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD 0 ; Reserved DCD SVC_Handler ; SVCall Handler DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler DCD 0 ; Reserved DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler ; External Interrupts 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 __Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors DCD ( DCDU ) 用于分配一片连续的字存储单元并用指定的数据初始化。 向量表起始位置:__Vectors,向量表结束位置__Vectors_End。数据段RESET位置==__Vectors。DCD __initial_sp分配一个字的空间,内容就是__initial_sp标号处的地址。同理,一直到DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler,相当于每个中断入口都已经按顺序存在里面了。 向量表大小__Vectors_Size就是__Vectors_End - __Vectors。 4.代码段 AREA |.text|, CODE, READONLY ; Reset handler Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler [WEAK] IMPORT __main ;寄存器版本代码,因为没有用到SystemInit函数,所以注释掉以下代码为防止报错! ;库函数版本代码,建议加上这里(外部必须实现SystemInit函数),以初始化stm32时钟等。 ;IMPORT SystemInit ;LDR R0, =SystemInit ;BLX R0 LDR R0, =__main BX R0 ENDP 代码太长,而且基本相似,就截取部分分析。AREA |.text|, CODE, READONLY,段名|.text|,CODE表示代码段,READONLY表示只读(缺省)。接下来就到了程序了,程序入口标号:Reset_Handler,proc是子程序定义伪指令,位置在子程序的开始处,它和endp分别表示子程序定义的开始和结束两者必须成对出现。 该代码先是开放Reset_Handler为全局标签,EXPORT是引出,那么IMPORT就是引入了。IMPORT __main就是引入C语言的主函数指针。库函数版本使用了IMPORT SystemInit,通过LDR R0, =SystemInit;BLX R0命令跳转执行C语言SystemInit函数,也就是库函数在此处实现了系统初始化,寄存器版本则需要在主函数中进行系统时钟初始化。函数执行完回跳回来以后,LDR R0, =__main;BX R0进入c语言主函数。在此处实现了复位中断函数的任务,(初始化系统时钟或不初始化)+ 跳转到C语言运行。 这里的中断服务函数是弱声明的(由[WEAK]关键字标注)。所谓弱声明,即:如果用户定义了相同的函数则此处函数失效而使用用户定义的中断服务函数。这样是为了防止用户使能了中断而没有中断服务函数,从而造成程序崩溃。假设使能了中断,而用户又没有定义中断服务函数则会进入默认中断。(死循环与程序崩溃不是一个概念)。 B . ENDP ALIGN 后面代码会看到这个,那么 . 指的是当前位置,B .指的就是跳转到当前位置也就是在此处死循环。ALIGN表示上面的代码段没对齐的要对齐。 ;******************************************************************************* ; User Stack and Heap initialization ;******************************************************************************* IF :DEF:__MICROLIB EXPORT __initial_sp EXPORT __heap_base EXPORT __heap_limit ELSE IMPORT __use_two_region_memory EXPORT __user_initial_stackheap 在这里存在一个条件判断:IF :DEF:__MICROLIB,意思是如果定义了__MICROLIB,则编译代码A: EXPORT __initial_sp EXPORT __heap_base EXPORT __heap_limit 否则编译代码B: IMPORT __use_two_region_memory EXPORT __user_initial_stackheap 代码A将堆栈地址开放给C语言使用。 代码B调用C语言的库函数:__user_initial_stackheap,通过R0~R3将堆栈以参数形式传递给KEIL C库。 __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 R0存放着堆的起始地址 R1存放着栈顶地址 R2存放着堆的结束地址 R3存放着栈底地址 地址对齐 最后结束判断 |
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