STM32启动汇编文件详解及启动逻辑

1.STM32启动汇编文件详解

对该汇编文件内容的每一段代码的详细解析全部放在每段代码的文字解析中,大家可以自行选择查看,如下:

bash 复制代码
;******************** (C) COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics ********************
;* File Name          : startup_stm32f103xb.s
;* Author             : MCD Application Team
;* Description        : STM32F103xB Devices vector table for MDK-ARM toolchain. 
;*                      This module performs:
;*                      - Set the initial SP
;*                      - Set the initial PC == Reset_Handler
;*                      - Set the vector table entries with the exceptions ISR address
;*                      - Configure the clock system
;*                      - Branches to __main in the C library (which eventually
;*                        calls main()).
;*                      After Reset the Cortex-M3 processor is in Thread mode,
;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main.
;******************************************************************************
;* @attention
;*
;* Copyright (c) 2017-2021 STMicroelectronics.
;* All rights reserved.
;*
;* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
;* in the root directory of this software component.
;* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
;*
;******************************************************************************

; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack
; Tailor this value to your application needs
; <h> Stack Configuration
;   <o> Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; </h>

//EQU常量的定义与赋值,与c语言中的#define有着相似的功能,就是将Stack_Size赋值为0x400
Stack_Size		EQU     0x400

//AREA声明一个代码段,段名为STACK,NOINT指没有初始化的数据段,READWRITE可读可写
//ALIGE=3 2的次幂字节对齐,8字节对齐
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

//Stack_Mem是标号也是首地址,相当于数组名
//SPACE申请连续字节的一段空间,相当于c语言的malloc
//Stack_Size要申请内存的字节大小,__initial_sp是申请内存的结束地址,也就是栈顶指针
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp


; <h> Heap Configuration
;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; </h>

//下面的区域里面的汇编和上面的执行内容大体一致,只是上面的是对栈空间内存的申请,
//这里是对堆空间内存的申请
//该段的意思同上,就是将Heap_Size赋值为0x200
Heap_Size      EQU     0x200

//该段的意思也同上,就是声明的一个代码段
                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

//Heap_Mem是标号也是首地址,__heap_base的值和Heap_Mem的值是一样的,其他的和上面一样
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
__heap_limit

// PRESERVE8是预留8字节的意思
                PRESERVE8

//THUMB,THUMB指令这里就是一个标志位
                THUMB


; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
//这下面是一个向量表,复位之后从这里开始执行
//AREA声明一个代码段,RESET是段名,DATA指的是这里面是数据,READONLY就是指只读
                AREA    RESET, DATA, READONLY

//EXPORT文件外声明,导出符号。指的是当前符号是在本文件中定义的,可能会在其他文件中被使用
//该段的意思是导出__Vectors __Vectors_End __Vectors_Size等价于c语言中的全局符号
//__Vectors __Vectors_End __Vectors_Size分别的意义是指向量表的开始,结束,大小
                EXPORT  __Vectors
                EXPORT  __Vectors_End
                EXPORT  __Vectors_Size

//__Vectors标号,也就是地址
//DCD分配一片连续的4字节地址,并初始化
__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack 
                //申请4字节大小的空间并存放__initial_sp,这个地址就是栈顶指针
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 复位信号 的处理函数,其实也是地址
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 不可屏蔽中断 的处理函数
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 硬件故障 的处理函数
                DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 内存管理故障 的处理函数
                DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 总线故障 的处理函数
                DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 消息故障 的处理函数
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                //申请4字节大小的空间并 进行保留 的处理函数
                DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
                //申请4字节大小的空间并存放 系统的异常中断源 当出现中断或异常进入此函数执行
                DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

                ; External Interrupts
                //申请4字节大小的空间并存放 外部的异常中断源 当出现中断或异常进入相应函数执行
                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_2
                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     RTC_Alarm_IRQHandler        ; RTC Alarm through EXTI Line
                DCD     USBWakeUp_IRQHandler       ; USB Wakeup from suspend

//标号也是地址,向量表的结束地址
__Vectors_End

//向量表的大小,赋值为开始减去结束的值
__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors

//声明一个代码段,段名为|.text|,里面是code代码,只读
                AREA    |.text|, CODE, READONLY

; Reset handler
//标号也是地址,复位中断复位后执行到这
//PROC程序的起始,ENDP程序的结束,导出Reset_Handler 
//[WEAK]弱程序的意思,别的文件定义了就执行别的文件,没有定义就执行该文件中的程序
//IMPORT导入符号,导入c库中的__mian,SystemInit
Reset_Handler    PROC
                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
     IMPORT  __main
     IMPORT  SystemInit

//将SystemInit赋值给R0,然后跳转到STstemInit函数再跳转回来,然后将__mian函数赋值给R0,然后条跳转到__main函数,经过系统的优化后跳转到main函数执行
                 LDR     R0, =SystemInit
                 BLX     R0
                 LDR     R0, =__main
                 BX      R0
                 ENDP

; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)

//将NMI_Handler导出,变成全局符号
//B就是跳转指令,.表示当前地址,B.指的就是跳转到当前地址,相当于C中的while(1)
//后面的与此段类似
NMI_Handler     PROC
                EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]
                B       .
                ENDP
HardFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  HardFault_Handler          [WEAK]
                B       .
                ENDP
MemManage_Handler\
                PROC
                EXPORT  MemManage_Handler          [WEAK]
                B       .
                ENDP
BusFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  BusFault_Handler           [WEAK]
                B       .
                ENDP
UsageFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  UsageFault_Handler         [WEAK]
                B       .
                ENDP
SVC_Handler     PROC
                EXPORT  SVC_Handler                [WEAK]
                B       .
                ENDP
DebugMon_Handler\
                PROC
                EXPORT  DebugMon_Handler           [WEAK]
                B       .
                ENDP
PendSV_Handler  PROC
                EXPORT  PendSV_Handler             [WEAK]
                B       .
                ENDP
SysTick_Handler PROC
                EXPORT  SysTick_Handler            [WEAK]
                B       .
 
               ENDP
//所用默认中断,将所有中断导出,变成全局符号,B.死循环,
//该段的意思就是所有的默认中断都是一个死循环
Default_Handler PROC

                EXPORT  WWDG_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  PVD_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  TAMPER_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  RTC_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  FLASH_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  RCC_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  EXTI0_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI1_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI2_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI3_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI4_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel1_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel2_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel3_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel4_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel5_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel6_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  DMA1_Channel7_IRQHandler   [WEAK]
                EXPORT  ADC1_2_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler  [WEAK]
                EXPORT  USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler [WEAK]
                EXPORT  CAN1_RX1_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT  CAN1_SCE_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT  EXTI9_5_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  TIM1_BRK_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT  TIM1_UP_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  TIM1_TRG_COM_IRQHandler    [WEAK]
                EXPORT  TIM1_CC_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  TIM2_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  TIM3_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  TIM4_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  I2C1_EV_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  I2C1_ER_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  I2C2_EV_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  I2C2_ER_IRQHandler         [WEAK]
                EXPORT  SPI1_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  SPI2_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  USART1_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  USART2_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  USART3_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  EXTI15_10_IRQHandler       [WEAK]
                EXPORT  RTC_Alarm_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT  USBWakeUp_IRQHandler       [WEAK]

WWDG_IRQHandler
PVD_IRQHandler
TAMPER_IRQHandler
RTC_IRQHandler
FLASH_IRQHandler
RCC_IRQHandler
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
DMA1_Channel1_IRQHandler
DMA1_Channel2_IRQHandler
DMA1_Channel3_IRQHandler
DMA1_Channel4_IRQHandler
DMA1_Channel5_IRQHandler
DMA1_Channel6_IRQHandler
DMA1_Channel7_IRQHandler
ADC1_2_IRQHandler
USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler
USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler
CAN1_RX1_IRQHandler
CAN1_SCE_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
TIM1_BRK_IRQHandler
TIM1_UP_IRQHandler
TIM1_TRG_COM_IRQHandler
TIM1_CC_IRQHandler
TIM2_IRQHandler
TIM3_IRQHandler
TIM4_IRQHandler
I2C1_EV_IRQHandler
I2C1_ER_IRQHandler
I2C2_EV_IRQHandler
I2C2_ER_IRQHandler
SPI1_IRQHandler
SPI2_IRQHandler
USART1_IRQHandler
USART2_IRQHandler
USART3_IRQHandler
EXTI15_10_IRQHandler
RTC_Alarm_IRQHandler
USBWakeUp_IRQHandler

                B       .

                ENDP

//ALIGN 对齐的意思
                ALIGN

;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization
;*******************************************************************************
//该段的意思是如果定义了__MICROLIB,也就是定义了微库就执行IF分支下的程序
//如果没有则执行ELSE分支下的语句
//就是如果定义了,就将__initial_sp__heap_base __heap_limit系统定义的栈的结束地址,堆的开始
//和结束地址导出为全局符号,用于微库(压缩的c库)使用
//如果没有定义就导入一个__use_two_region_memory,导出一个__user_initial_stackheap然后
//再进行换算来使用,其实就是看你使用的是微库,还是半主机模式
                 IF      :DEF:__MICROLIB           
                
                 EXPORT  __initial_sp
                 EXPORT  __heap_base
                 EXPORT  __heap_limit
                
                 ELSE
                
                 IMPORT  __use_two_region_memory
                 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结束,整个汇编文件结束
                 END

2.启动逻辑

当系统上电或者复位后,系统会进入异常向量表,开始执行第一条即下面的程序:

bash 复制代码
DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler

当然定义在如下程序

bash 复制代码
Reset_Handler    PROC
                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
     IMPORT  __main
     IMPORT  SystemInit
                 LDR     R0, =SystemInit
                 BLX     R0
                 LDR     R0, =__main
                 BX      R0
                 ENDP

也就是LDR R0, =SystemInit这段程序,然后一句一句执行当执行到跳转到__mian后,跳转后系统会对__mian进行优化,然后到我们的main函数中执行,也就是成功执行到了mian函数啦。

上面就是对启动文件汇编的解析和启动啦的逻辑,有些什么不足欢迎大家到评论区指出,有什么问题也可以发在评论区进行讨论。

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