STM32入门系列-启动文件介绍

在启动文件内部使用的都是汇编语言，这个文件的作用是负责执行微控制器从“复位”到“开始执行 main 函数”中间这段启动时间所必须进行的工作。它完成的具体工作有：

• 初始化堆栈指针SP=_initial_sp

• 初始化PC指针=Reset_Handler

• 初始化中断向量表

• 配置系统时钟

• 调用C库函数_main初始化用户堆栈，从而转向我们用户应用程序的main。

汇编指令

打开STM32的启动文件会发现，里面全部都是汇编语句，对于汇编指令不了解的朋友来说可能一头雾水。下面我们按照启动文件内指令出现的顺序来介绍，相信可以了解到大概情况。

EQU：给数字常量取一个符号名， 相当于C语言中的预处理命令define。其常用格式如下：

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Stack_Size EQU 0x00000400

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表示将0x00000400这个数值，用Stack_Size名代替。

AREA：汇编一个新的代码段或者数据段。常用格式如下：

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AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

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表示汇编一个数据段，名字是STACK，NOINIT表示不初始化，READWRITE表示可读可写，ALIGN表示字节对齐，通常后面会赋一个立即数，比如ALIGN=3表示的就是2^3字节对齐，即8字节对齐。

SPACE：分配一定大小的内存空间，单位为字节。常用格式如下：

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Stack_Mem SPACE Stack_Size

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表示给Stack_Mem分配一个Stack_Size大小的内存空间。通常它后面还会跟随一个__initial_sp语句，表示栈的结束地址，即栈顶地址，因为栈是由高向低生长的。

PRESERVE8：当前文件堆栈需按照8字节对齐。格式：直接写此指令即可。

THUMB：表示后面指令兼容THUMB指令。在ARM以前的指令集中有16位的THUMBM指令，现在Cortex-M系列使用的都是THUMB-2指令集，THUMB-2是32位的，兼容16位和32位的指令，是THUMB的超级版。格式：直接写此指令即可。

EXPORT：声明一个具有全局属性的标号，可被外部文件使用。常用格式如下：

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EXPORT __Vectors

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表示__Vectors标号具有全局属性，外部文件可以调用它。

DCD：以字为单位分配内存， 要求4字节对齐， 并要求初始化这些内存。常用格式如下：

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DCD Reset_Handler ; Reset Handler

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表示给Reset_Handler名称的地址分配内存并初始化， 这个名称地址可以在“STM32F4xx中文参考手册”-“中断和事件”-“中断和异常向量”章节中找到。在那个函数名后面还有一个“;”， 在汇编程序中“;”即注释，和C语言中的//类似效果。在后面的学习中会接触很多的中断函数，这些中断函数名都可在DCD这部分找到。

PROC：定义子程序。常用格式：

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; Reset handler

Reset_Handler PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT SystemInit

IMPORT __main

LDR R0, =SystemInit

BLX R0

LDR R0, =__main

BX R0

ENDP

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表示定义一个全局的子程序Reset_Handler，需与ENDP成对使用，表示子程序结束。在

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EXPORT Reset_Handler     [WEAK]

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后面有一个[WEAK]，这个是弱定义，如果外部文件声明了一个标号，则优先使用外部文件定义的标号，如果外部文件没有定义也不出错。要注意的是：这个并不是ARM的指令，是编译器的。

LDR：从存储器中加载字到一个寄存器中。常用格式：

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LDR R0, =SystemInit

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BLX：跳转到由寄存器给出的地址，并根据寄存器的LSE确定处理器的状态，还要把跳转前的下条指令地址保存到LR。常用格式：

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BLX R0

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BX：跳转到由寄存器/标号给出的地址，不用返回。常用格式：

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BX R0

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IMPORT：声明标号来自外部文件，和C语言中的extern关键字类似。

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IMPORT SystemInit

IMPORT __main

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上述代码中表示声明SystemInit和main为外部文件，所以 在创建寄存器模板的时候写一个SystemInit()空函数。如果想修改main.c文件中的main函数名，在这个地方就可以改动，然后后面

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LDR R0, =__main

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中的main也需要改动，对汇编不了解的不建议改动。

B：跳转到一个标号。常用格式如下：

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B .

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在B后面有一个“.”，在汇编语言中表示循环。这句话的意思就是说跳进了循环。

IF,ELSE,ENDIF：汇编条件分支语句，与C语言的if else类似。其常用格式：

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IF :DEF:__MICROLIB

EXPORT __initial_sp

EXPORT __heap_base

EXPORT __heap_limit

ELSE

IMPORT __use_two_region_memory

EXPORT __user_initial_stackheap

ENDIF

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END：到达文件的末尾，文件结束。

到这里启动文件指令就介绍完了， 有的朋友在学习过程中还会遇到其他的汇编指令，那么怎么查找它们的功能和用法呢？其实很简单，KEIL5软件内已经给我们提供了帮组文档，打开Help选项就会弹出帮助文档，如下图所示。

帮助文档的界面如下图所示，如果要查找AREA指令，只需要选择搜索，输入要搜索的指令，选择列出主题即可。选择对应的指令，右侧就会显示指令的具体介绍和格式说明。

堆栈

学习过C语言的朋友对堆栈这一词很熟悉。在启动文件开始处就定义了一堆栈的大小，代码如下：

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;栈空间的开辟

Stack_Size EQU 0x00000400

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem SPACE Stack_Size

__initial_sp ;栈的结束地址

;堆空间的开辟

Heap_Size EQU 0x00000200

AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem SPACE Heap_Size

__heap_limit ;堆的结束地址

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在程序开头开辟了一个0x00000400即1KB的Stack_Size栈空间。 栈主要用于存放函数的参数值、局部变量的值等，其操作方式类似于数据结构中的栈。栈的大小不能超过内部RAM的大小。假如开发的程序占用的RAM比较大，局部变量使用的比较多，那么可以在启动文件内修改这个Stack_Size值。

如果程序出现了莫名其妙的错误，并进入了硬fault的时候，你就要考虑下是不是栈不够大，溢出了的问题。通常我们修改最多的还是栈值。

程序紧接着又开辟了一个0x00000200即512字节的Heap_Size堆空间。堆中的内存一般由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。分配方式类似于数据结构中的链表。堆和栈生长方式是相反的，堆是由低向高生长的，而栈是由高向低生长的。