STM32F4XX启动文件分析

STM32F4XX启动文件分析 
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导读：STM32F4XX启动文件的作用

• 初始化设置SP，即栈指针

• 初始化设置PC指针指向复位中断处理函数，即PC = Reset_Handler

• 导入中断服务程序（ISR）地址以设置中断向量表

• 配置系统时钟与外部挂载到STM324xG-EVAL板子上的的SRAM用作数据存储，外部完成的Systeminit完成

• 转到C库的__main处，也就是main()函数处进行代码的执行

• 复位CortexM4之后，处理器处于线程模式，为特权优先级，并且栈被设置位MSP主堆栈

1、设置栈

Stack_Size      EQU     0x00000400  ;栈大小设置为1024字节
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3   ;段名称为STACK，未初始化，允许读写，8字节对齐
;AREA指示编译器编译出一个新的代码段或者数据段，ALIGN = 3，就是2的3次方字节对齐，也就是8字节
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size  ;分配空间，大小为1024字节，并把首地址赋值给Stack_Mem
__initial_sp    ;初始化栈指针，指向栈的顶部，也就是上述空间的尾部，STM32采用满递减堆栈

寻址方式	说明		pop=LDM		push=STM
FA	满递增	LDMFA	LDMDA	STMFA	STMIB
FD	满递减	LDMFD	LDMIA	STMFD	STMDB
EA	空递增	LDMEA	LDMDB	STMEA	STMIA
ED	空递减	LDMED	LDMIB	STMED	STMDA

满递增：SP指向最后一个被压入的元素，SP朝内存地址增加方向递增 
满递减：SP指向最后一个被压入的元素，SP朝内存地址减小方向递增 
空递增：SP指向最后一个被压入的元素的下一个为空的地址，SP朝内存地址增加方向递增 
空递减：SP指向最后一个被压入的元素的下一个为空的地址，SP朝内存地址减小方向递增

2、设置堆

Heap_Size       EQU     0x00000200  ;堆大小设置为512字节
                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3    ;段名称为HEAP，未初始化，允许读写，8字节对齐
__heap_base                         ;堆起始地址
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size   ;分配堆空间
__heap_limit                        ;堆限制大小

3、设置对齐与指令集

PRESERVE8   ;保持下述空间保持8字节对齐
THUMB       ;使用THUMB指令集，要声明在任何使用THUMB指令集的语句之前

4、设置中断向量表

AREA    RESET, DATA, READONLY   ;段名称为RESET，数据段，只读，保持8字节对齐，由上面的PRESERVE8指定
                EXPORT  __Vectors       ;向量表开始
                EXPORT  __Vectors_End   ;向量表结束
                EXPORT  __Vectors_Size  ;向量表大小，可由上述两个标号算出
;EXPORT 标号的输出（类似于linux设备驱动模块的EXPORT_SYMBOL(symbol)）
;DCD 用于分配一片连续的存储单元，并且使用指定的数据进行初始化，仍然保持8字节的对齐
__Vectors       DCD     __initial_sp               ; 堆栈顶部地址，复位后首先装载堆栈
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler          ; 硬件错误
                DCD     MemManage_Handler          ; MPU错误
                DCD     BusFault_Handler           ; 总线错误
                DCD     UsageFault_Handler         ; 引用错误
                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            ; 系统滴答计时器中断响应函数
;上述为STM32内部指定中断向量
                ; External Interrupts
                DCD     WWDG_IRQHandler                   ; Window WatchDog
                ... ...
                DCD     HASH_RNG_IRQHandler               ; Hash and Rng
                DCD     FPU_IRQHandler                    ; FPU
__Vectors_End   ;中断向量表结束地址
__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors  ;定义中断向量表长度为结束地址减去开始地址

5、构建中断向量函数

AREA    |.text|, CODE, READONLY ;段名为.text（C编译器产生的代码段就是.text，此处可以嵌入C编译出来的代码段），代码段，只读
; Reset handler
Reset_Handler    PROC
                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]   ;WEAK，如果有重复的定义，优先执行其他的定义
        IMPORT  SystemInit  ;导入SystemInit标号
        IMPORT  __main      ;导入__main标号，也就是main()函数地址
                 LDR     R0, =SystemInit
                 BLX     R0 ;带链接跳转并切换指令集
                 LDR     R0, =__main
                 BX      R0 ;跳转并切换指令集
                 ENDP
; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)
NMI_Handler     PROC
                EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]
                B       .   ;死循环
                ENDP
... ... ... ...

6、用户栈与堆初始化

                ALIGN   ;默认的对齐方式，也就是4字节对齐
;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization
;*******************************************************************************
                 IF      :DEF:__MICROLIB    ;如果勾选了此选项（在keil工程option的target选项右侧）
                 EXPORT  __initial_sp   ;导出三个符号
                 EXPORT  __heap_base    ;
                 EXPORT  __heap_limit   ;
                 ELSE
                 IMPORT  __use_two_region_memory    ;否则导入__use_two_region_memory
                 EXPORT  __user_initial_stackheap   ;导出__user_initial_stackheap
__user_initial_stackheap
                 LDR     R0, =  Heap_Mem    ;堆首地址
                 LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)  ;栈顶
                 LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)  ;堆末地址
                 LDR     R3, = Stack_Mem    ;栈首地址
                 BX      LR ;等同于mov pc, lr
                 ;跳转并切换指令集，也就是切换到ARM指令集
                 ALIGN
                 ENDIF
                 END

7、整个流程分析

1. 先分配好栈，堆段
2. 设置中断向量表段
3. 初始化堆栈(外部调用)
4. 构建中断处理函数，代码段（里面包含了中断复位处理函数，里面可以初始化整个系统，然后跳转到main()函数处执行）