转载-Cortex-M系列内核启动文件分析

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启动文件由汇编编写，是系统上电复位后第一个执行的程序。主要做了以下工作：
1、初始化堆栈指针SP=_initial_sp
2、初始化PC 指针=Reset_Handler
3、初始化中断向量表
4、配置系统时钟
5、调用C 库函数_main初始化用户堆栈，从而最终调用main 函数去到C 的世界

启动文件使用的ARM 汇编指令汇总

其中DCD 相当于C语言力的&，定义地址

其中DCD 相当于C语言力的&，定义地址。

启动文件代码讲解

1、初始化栈

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（满递减）。

2、初始化堆

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：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 的超级。

3、初始化中断向量表

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。

__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、初始化中断向量表

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_stm32f4xx.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，F429 的系统时钟配被配置为180M。

__main是一个标准的C库函数，主要作用是初始化用户堆栈，最终调用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。如果我们在这里不调用__main，那么程序最终就不会调用我们C 文件里面的main，如果是调皮的用户就可以修改主函数的名称，然后在这里面IMPORT 你写的主函数名称即可。

LDR、BLX、BX 是内核的指令，具体作用见下表：

 

 

 

 

 

 

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。

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。

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，具体见下图 。然后堆栈的初始化就由C 库函数_main 来完成。

使用微库与不使用微库的区别（参考：STM32启动过程--启动文件--分析）

如果没有定义__MICROLIB，则插入标号__use_two_region_memory，这个函数需要用户自己实现，具体要实现成什么样，可在KEIL 的帮助文档里面查询到。

然后声明标号__user_initial_stackheap 具有全局属性，可供外部文件调用，并实现这个标号的内容。

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。