第七章 启动文件详解

7.1启动文件介绍

1、初始化堆栈指针 SP=_initial_sp

2、初始化PC指针 =Rest_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，调用main函数

7.2 ARM汇编指令

EQU：给数字常量去一个富豪们，相当于C语言的define

AREA：汇编一个新的代码段或者数据段

SPACE：分配内存空间

PRE-SERVE8：当前文件堆栈按照8位字节对齐

EX-PORT：声明一个符号具有全局属性，可被外部的文件使用

DCD：字节单位分配，要求4字节对齐，要去初始化这些内存

PROC：定义子程序，与ENDP成对使用，表示子程序结束

WEAK：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：这个不是 ARM 的指令，是编译器的，这里放在一起只是为了方便。

IM-PORT：跳转到一个符号

ALIGN：编译器对指令或者数据的存放地址进行对齐，一般需要跟一个立即数，缺省表示 4 字节对齐要注意的是：这个不是 ARM 的指令，是编译器的，这里放在一起只是为了方便。

END：到达文件的末尾，文件结束

IF,ELSE,ENDIF：汇编条件分子语句，跟c语言的if else如此

7.3 启动文件代码讲解

7.3.1 Stack栈

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Stack_Size     EQU 0x00000400 //开辟栈的大小为0X00000400（1KB）
               AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
              //名字为STACK      可读写       8（2^3）
Stack_Mem      SPACE Stack_Size   //分配内存空间，单位 字节，这里指定大小为Strack_Size
__initial_sp  //栈的结束地址，由高向低生长

栈的作用是用于局部变量，函数调用，函数形参等开销，栈的大小不能超过内部SRAM的大小，超过要修改栈的大小。

7.3.2 Heap堆

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Heap\_Size EQU 0x00000200    //开辟堆大小0X00000200（512字节）
   AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
   //名字     不初始化，可读写，8（2^3）
\_\_heap\_base  //堆的起始地址
          Heap_Mem SPACE Heap_Size
__heap_limit    //堆的结束地址       堆由低到高生长和栈相反

堆用来动态内存的分配，像malloc()函数申请的内存就在堆上面

7.3.3 向量表

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AREA RESET, DATA, READONLY
//定义数据段为RESET 可读，生命三个标号具有全局属性，可供外部文件调用
EXPORT __Vectors
EXPORT __Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size

__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

7.3.4 复位程序

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AREA |.text|, CODE, READONLY
//定义一个名称为.text 的代码段，可读。
.text
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。

SystemInit() 是一个标准的库函数，在 system_stm32f103xe.c 这个库文件中定义。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。

7.3.5 中断服务程序

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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。

7.3.6 用户堆栈初始化

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。

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; 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。