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CM0+启动文件及ld文件分析_dma0_channel3_irqhandler

作者：weixin_40725706 | 2024-03-26 20:25:16

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dma0_channel3_irqhandler

一、.S文件的作用

启动文件.s文件的作用：
设置堆栈指针SP
将程序计数器指针PC 指向 Reset_Handler
设置中断向量表的对应中断地址

配置时钟系统(之前还以为GPIO不需要时钟，原来是在启动文件就已经有了默认时钟)
设置程序入口函数为main
个人理解：在进入main函数前所进行的操作，主要是初始化SP与PC指针，以及中断向量表。之前刚接触bootloader以为这一块也需要自己去写。

二、.S文件代码解析

(当然汇编语言注释可不是//，而是；)

第一段代码：

  1.   .syntax unified	// 意思是下面的指令是ARM和THUMB通用格式的 
  2.   .cpu cortex-m0plus//CPU内核型号
  3.   .fpu softvfp//选择使用的浮点单元，与-mfpu命令行选项的相同
  4.   .thumb// 选择使用thumb指令

第二段

  1. //global使得可以如下函数被其他目标文件使用
  2. .global  g_pfnVectors    //在文件末尾定义的中断向量
  3. .global  Default_Handler//是一个死循环，用来处理异常情况
  4. .global __Vectors

第三段

  1. //指示data bss段的起始位置,赋值在ld script文件中
  2. .word  _sidata//初始值地址  放置一个标识data段在RAM中开始地址的word型内存位置
  3.  
  4. //.data对应初始化了的全局变量，编译后将位于可执行文件中，由启动代码负责加载到数据区中（在单片机中这部分数据会存于flash中，
  5. //需要由启动代码把这部分内容拷贝到ram中
  6. .word  _sdata//.data开始地址
  7. .word  _edata//.data块的结束地址
  8. //.bss块的起始地址，.bss段是没有初始值的全局变量，由启动代码把这 部分内容全初始化为0 
  9. .word  _sbss
  10. .word  _ebss//.bss块的结束地址

第四段，定义Reset_Handler函数

这是处理器在重置事件后首次开始执行时调用的代码。只执行绝对必要的设置，然后调用应用程序提供的main（）例程。

  1. /*This is the code that gets called when the processor first starts execution following a reset event. Only the absolutely necessary set is performed, after which the application supplied main() routine is called.*/
  2. //定义Reset_Handler函数，该函数的作用1.设置堆栈指针；2.全局变量的初始化
  3. //这个text.Reset_Handler很有迷惑性，它就是一个段名，在ld script中有 *(.text*)
  4.  .section  .text.Reset_Handler//定义了一个代码段，名字叫 .Reset_Handler
  5.  .weak  Reset_Handler//弱定义一个符号，名字叫 Reset_Handler
  6. //声明  Reset_Handler是一个函数类型 （同时表示段以  Reset_Handler符号位开始）
  7.  .type  Reset_Handler, %function
  8. Reset_Handler:  //标记 Reset_Handler符号位置
  9. /* Copy the data segment initializers from flash to SRAM */  
  10. // ldr   sp, =_estack      /* set stack pointer */   /*设置栈指针*/
  11.  
  12. //将data段从rom中拷贝到RAM中
  13.   movs  r1, #0//将r1初始化为0
  14.   b  LoopCopyDataInit
  15.  
  16. CopyDataInit:
  17.   ldr  r3, =_sidata//使用ldr伪指令将初始数据地址加载到r3中 
  18.   ldr  r3, [r3, r1]//寄存器间接寻址，将r3 + r1地址中的数据加载到r3中
  19.   str  r3, [r0, r1]//将r3的内容写入 r0 + r1地址中 
  20.   adds  r1, r1, #4//后变址，将r1地址中的内容写入r1，然后令r1 + 4
  21.     
  22. LoopCopyDataInit:
  23.   ldr  r0, =_sdata//使用ldr伪指令，在r0中写入.data的起始地址
  24.   ldr  r3, =_edata//在r3中写入.data的末尾地址
  25.   adds  r2, r0, r1//r2 = r0 + r1 ，操作影响条件标志位 
  26.   cmp  r2, r3//比较r2和r3寄存器中的地址大小
  27.   bcc  CopyDataInit//如果r2 < r3，也就是还没有到达data数据段的末尾，则转跳CopyDataInit 
  28.   // 因为汇编语言顺序执行，上面代码会循环执行，直到复制到.data数据段结束 
  29.   ldr  r2, =_sbss// r2中存储.bss数据区的首地址
  30.   b  LoopFillZerobss
  31. /* Zero fill the bss segment. */  
  32. //将bss段RAM清零
  33. FillZerobss:
  34.   movs  r3, #0//将寄存器r3写0
  35.   str  r3, [r2]
  36.   movs  r3, #4
  37.   add r2, r2, r3
  38.     
  39. LoopFillZerobss:
  40.   ldr  r3, = _ebss
  41.   cmp  r2, r3
  42.   bcc  FillZerobss
  43.  
  44. /* Call the clock system intitialization function.*/
  45. //进入用户程序准备阶段
  46.   bl  SystemInit   
  47.   
  48.   ldr     R0, =0x20080014
  49.   ldr     R1, =0xFFFF
  50.   strh    R1, [R0]
  51.  
  52.   ldr     R0, =0x20080044
  53.   ldr     R1, =0xFFFF
  54.   strh    R1, [R0]
  55.  
  56.   ldr     R0, =0x20080074
  57.   ldr     R1, =0x3FF
  58.   strh    R1, [R0]
  59. 		
  60. /* Call static constructors */
  61. /*    bl __libc_init_array    */
  62. /* Call the application's entry point.'*/
  63.   bl  main//转跳main函数执行 
  64.   bx  lr   
  65. //计算.Reset_Handler段的长度，同时表示.Reset_Handler段结束 
  66. .size  Reset_Handler, .-Reset_Handler

第五段：

  1. /**
  2.  * @brief  This is the code that gets called when the processor receives an 
  3.  *         unexpected interrupt.  This simply enters an infinite loop, preserving
  4.  *         the system state for examination by a debugger.
  5.  * @param  None     
  6.  * @retval None       
  7. */
  8. //定义了一个代码段，名字叫.Default_Handler，该段a可分配，x可执行,段内包含数据
  9. .section  .text.Default_Handler,"ax",%progbits
  10. Default_Handler://标记 Default_Handler符号位置
  11. Infinite_Loop:
  12.   b  Infinite_Loop
  13. //标记 Default_Handler符号位置
  14.   .size  Default_Handler, .-Default_Handler

第6段：

  1. /******************************************************************************
  2. *
  3. * The minimal vector table for a Cortex M3. Note that the proper constructs
  4. * must be placed on this to ensure that it ends up at physical address
  5. * 0x0000.0000.
  6. * 
  7. *******************************************************************************/
  8. //定义了一个段，名字叫.isr_vector，该段a可分配,段内包含数据
  9.   .section  .isr_vector,"a",%progbits
  10. //声明 g_pfnVectors是一个数据对象 ,同时表示段以 g_pfnVectors符号位开始
  11.   .type  g_pfnVectors, %object
  12. //计算.isr_vector，同时表示.isr_vector段结束
  13.   .size  g_pfnVectors, .-g_pfnVectors
  14.     
  15. g_pfnVectors://标记 g_pfnVectors符号位置
  16. //当前位置放置一个word型的值，这个值为_estack；已下同理
  17. 	.word  _estack//ld script赋值，RAM的结尾地址
  18. 	.word  Reset_Handler
  19. 	.word  NMI_Handler
  20. 	.word  HardFault_Handler
  21. 	.word  0
  22. 	.word  0
  23. 	.word  0
  24. 	.word  0
  25. 	.word  0
  26. 	.word  0
  27. 	.word  0
  28. 	.word  SVC_Handler
  29. 	.word  0
  30. 	.word  0
  31. 	.word  PendSV_Handler
  32. 	.word  SysTick_Handler
  33.    
  34. /* External interrupts */
  35. 	.word     PWDT0_IRQHandler
  36. 	.word     PWDT1_IRQHandler
  37. 	.word     PWM0_IRQHandler
  38. 	.word     PWM1_IRQHandler
  39. 	.word     ACMP0_IRQHandler
  40. 	.word     UART0_IRQHandler
  41. 	.word     UART1_IRQHandler
  42. 	.word     UART2_IRQHandler
  43. 	.word     WDG_IRQHandler
  44. 	.word     SPI0_IRQHandler
  45. 	.word     SPI1_IRQHandler
  46. 	.word     I2C0_IRQHandler
  47. 	.word     I2C1_IRQHandler
  48. 	.word     DMA0_Channel0_IRQHandler
  49. 	.word     DMA0_Channel1_IRQHandler
  50. 	.word     DMA0_Channel2_IRQHandler
  51. 	.word     DMA0_Channel3_IRQHandler
  52. 	.word     TIMER_Channel0_IRQHandler
  53. 	.word     TIMER_Channel1_IRQHandler
  54. 	.word     TIMER_Channel2_IRQHandler
  55. 	.word     TIMER_Channel3_IRQHandler
  56. 	.word     RTC_IRQHandler
  57. 	.word     PVD_IRQHandler
  58. 	.word     SPM_IRQHandler
  59. 	.word     CAN0_Handler
  60. 	.word     ADC0_IRQHandler
  61. 	.word     ECC_SRAM_IRQHandler
  62. 	.word     EXTI0_IRQHandler
  63. 	.word     EXTI1_IRQHandler
  64.     .word     EXTI2_IRQHandler
  65.     .word     EXTI3_8_IRQHandler
  66.     .word	  EXTI9_15_IRQHandler
  67. __Vectors_End = .
  68.  
  69. __Vectors     =   g_pfnVectors

第7段

  1. /*******************************************************************************
  2. *
  3. * Provide weak aliases for each Exception handler to the Default_Handler. 
  4. * As they are weak aliases, any function with the same name will override 
  5. * this definition.
  6. * 
  7. *******************************************************************************/
  8. //弱定义一个符号，名字叫 NMI_Handler
  9.  //如果没有重写这个弱定义的符号，则执行 Default_Handler，反之则执行重写的NMI_Handler，已下同理
  10.   .weak      NMI_Handler
  11.    .thumb_set NMI_Handler,Default_Handler
  12.   
  13.    .weak      HardFault_Handler
  14.    .thumb_set HardFault_Handler,Default_Handler
  15.  
  16.    .weak      SVC_Handler
  17.    .thumb_set SVC_Handler,Default_Handler
  18.  
  19.    .weak      PendSV_Handler
  20.    .thumb_set PendSV_Handler,Default_Handler
  21.  
  22.    .weak      SysTick_Handler
  23.    .thumb_set SysTick_Handler,Default_Handler              
  24.   
  25.    .weak      PWDT0_IRQHandler                   
  26.    .thumb_set PWDT0_IRQHandler,Default_Handler      
  27.                   
  28.    .weak      PWDT1_IRQHandler      
  29.    .thumb_set PWDT1_IRQHandler,Default_Handler
  30.                
  31.    .weak      PWM0_IRQHandler            
  32.    .thumb_set PWM0_IRQHandler,Default_Handler
  33.             
  34.    .weak      PWM1_IRQHandler                  
  35.    .thumb_set PWM1_IRQHandler,Default_Handler
  36.             
  37.    .weak      ACMP0_IRQHandler         
  38.    .thumb_set ACMP0_IRQHandler,Default_Handler
  39.                   
  40.    .weak      UART0_IRQHandler      
  41.    .thumb_set UART0_IRQHandler,Default_Handler
  42.                   
  43.    .weak      UART1_IRQHandler      
  44.    .thumb_set UART1_IRQHandler,Default_Handler
  45.    
  46.    .weak      UART2_IRQHandler         
  47.    .thumb_set UART2_IRQHandler,Default_Handler
  48.                   
  49.    .weak      WDG_IRQHandler         
  50.    .thumb_set WDG_IRQHandler,Default_Handler
  51.                      
  52.    .weak      SPI0_IRQHandler         
  53.    .thumb_set SPI0_IRQHandler,Default_Handler 
  54.                  
  55.    .weak      SPI1_IRQHandler         
  56.    .thumb_set SPI1_IRQHandler,Default_Handler
  57.                         
  58.    .weak      I2C0_IRQHandler         
  59.    .thumb_set I2C0_IRQHandler,Default_Handler
  60.  
  61.    .weak      I2C1_IRQHandler         
  62.    .thumb_set I2C1_IRQHandler,Default_Handler   
  63.    
  64.    .weak      DMA0_Channel0_IRQHandler               
  65.    .thumb_set DMA0_Channel0_IRQHandler,Default_Handler
  66.          
  67.    .weak      DMA0_Channel1_IRQHandler               
  68.    .thumb_set DMA0_Channel1_IRQHandler,Default_Handler
  69.                   
  70.    .weak      DMA0_Channel2_IRQHandler               
  71.    .thumb_set DMA0_Channel2_IRQHandler,Default_Handler
  72.                   
  73.    .weak      DMA0_Channel3_IRQHandler               
  74.    .thumb_set DMA0_Channel3_IRQHandler,Default_Handler 
  75.                  
  76.    .weak      TIMER_Channel0_IRQHandler              
  77.    .thumb_set TIMER_Channel0_IRQHandler,Default_Handler
  78.                   
  79.    .weak      TIMER_Channel1_IRQHandler               
  80.    .thumb_set TIMER_Channel1_IRQHandler,Default_Handler
  81.                   
  82.    .weak      TIMER_Channel2_IRQHandler               
  83.    .thumb_set TIMER_Channel2_IRQHandler,Default_Handler
  84.                   
  85.    .weak      TIMER_Channel3_IRQHandler              
  86.    .thumb_set TIMER_Channel3_IRQHandler,Default_Handler
  87.                   
  88.    .weak      RTC_IRQHandler               
  89.    .thumb_set RTC_IRQHandler,Default_Handler
  90.                   
  91.    .weak      PVD_IRQHandler               
  92.    .thumb_set PVD_IRQHandler,Default_Handler
  93.  
  94.    .weak      SPM_IRQHandler              
  95.    .thumb_set SPM_IRQHandler,Default_Handler
  96.                   
  97.    .weak      CAN0_Handler               
  98.    .thumb_set CAN0_Handler,Default_Handler
  99.                   
  100.    .weak      ADC0_IRQHandler               
  101.    .thumb_set ADC0_IRQHandler,Default_Handler
  102.    
  103.    .weak      ECC_SRAM_IRQHandler              
  104.    .thumb_set ECC_SRAM_IRQHandler,Default_Handler
  105.                   
  106.    .weak      EXTI0_IRQHandler               
  107.    .thumb_set EXTI0_IRQHandler,Default_Handler
  108.                   
  109.    .weak      EXTI1_IRQHandler               
  110.    .thumb_set EXTI1_IRQHandler,Default_Handler
  111.  
  112.    .weak      EXTI2_IRQHandler            
  113.    .thumb_set EXTI2_IRQHandler,Default_Handler
  114.                         
  115.    .weak      EXTI3_8_IRQHandler            
  116.    .thumb_set EXTI3_8_IRQHandler,Default_Handler   
  117.    
  118.    .weak      EXTI9_15_IRQHandler      
  119.    .thumb_set EXTI9_15_IRQHandler,Default_Handler

参考资料：gcc编译环境下stm32H750 startup.S汇编文件注解_yoyotansa的博客-CSDN博客_stratup.s .thumb .thumb_func .syntax unifiedhttps://blog.csdn.net/oDongQing/article/details/104188494

第十六章：STM32处理器启动代码的理解_qq_33553024的博客-CSDN博客_g_pfnvectors

三、ld文件作用

1.定义程序入口地址
2.定义Flash、RAM中代码和数据的存放位置

四、ld文件代码解释

  1. /* Entry Point */
  2. /* 程序入口——程序将从Reset Handler开始执行，而该函数定义在stm32fxxx.s启动文件中。
  3. ENTRY(Reset_Handler)
  5. /* Highest address of the user mode stack */
  6. /* end of stack 堆栈末尾 = RAM起始地址 + RAM空间大小 */
  7. _estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);	/* end of "RAM" Ram type memory */
  8.  
  9. /* 程序所必须的堆、栈空间大小定义 */
  10. _Min_Heap_Size = 0x200 ;	/* required amount of heap  */
  11. _Min_Stack_Size = 0x400 ;	/* required amount of stack */
  12.  
  13. /* Memories definition */
  14. /* 单片机内部存储空间 RAM FLASH起始位置和大小的声明 */
  15. MEMORY
  16. {
  17.   RAM	(xrw)	: ORIGIN = 0x20000000,	LENGTH = 512K
  18.   FLASH	(rx)	: ORIGIN = 0x8000000,	LENGTH = 2048K
  19. }
  20.  
  21. /* Sections */
  22. SECTIONS
  23. {
  24.   /* The startup code into "FLASH" Rom type memory */
  25.   /* 中断向量表定义于 .s启动文件中，应位于Flash的最前端，也就是从0x8000000的位置开始 */
  26.   .isr_vector :
  27.   {
  28.   /* 字对齐 */
  29.     . = ALIGN(4);
  30.     /* 将中断向量的内容链接到该地址 */
  31.     KEEP(*(.isr_vector)) /* Startup code */
  32.     . = ALIGN(4);
  33.   } >FLASH
  34.  
  35.   /* The program code and other data into "FLASH" Rom type memory */
  36.   /* .text对应程序的可执行代码 */
  37.   .text :
  38.   {
  39.   /* 字对齐 */
  40.     . = ALIGN(4);
  41.     *(.text)           /* .text sections (code) */
  42.     *(.text*)          /* .text* sections (code) */
  43.     *(.glue_7)         /* glue arm to thumb code */
  44.     *(.glue_7t)        /* glue thumb to arm code */
  45.     *(.eh_frame)
  46.     
  47. 	/* KEEP() 的作用是当启用连接器的--gc-sections垃圾回收选项时，这部分不能被回收  
  48. 	参考链接 https://blog.csdn.net/wangbinyantai/article/details/79001303 */
  49.     KEEP (*(.init))
  50.     KEEP (*(.fini))
  51.  
  52.     . = ALIGN(4);
  53.     /* _etext是链接器的预定义变量，代表程序正文段结束的第一个地址 */
  54.     _etext = .;        /* define a global symbols at end of code */
  55.   } >FLASH
  56.  
  57.   /* Constant data into "FLASH" Rom type memory */
  58.   /* .rodata代表程序中使用的常量表格数据等 */
  59.   .rodata :
  60.   {
  61.   /* 前后字对齐 */
  62.     . = ALIGN(4);
  63.     *(.rodata)         /* .rodata sections (constants, strings, etc.) */
  64.     *(.rodata*)        /* .rodata* sections (constants, strings, etc.) */
  65.     . = ALIGN(4);
  66.   } >FLASH
  67.   
  68. /* ？如果有朋友清楚下面这段定义的含义请评论告诉我，多谢！*/
  69.   .ARM.extab   : { 
  70.     . = ALIGN(4);
  71.     *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
  72.     . = ALIGN(4);
  73.   } >FLASH
  74.   
  75.   .ARM : {
  76.     . = ALIGN(4);
  77.     __exidx_start = .;
  78.     *(.ARM.exidx*)
  79.     __exidx_end = .;
  80.     . = ALIGN(4);
  81.   } >FLASH
  82.   
  83. /* .preinit_array和.init_array部分包含指向将在初始化时调用的函数的指针数组。
  84. 参考链接：https://stackoverflow.com/questions/40532180/understanding-the-linkerscript-for-an-arm-cortex-m-microcontroller */
  85.  
  86.   .preinit_array     :
  87.   {
  88.     . = ALIGN(4);
  89.     PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);
  90.     KEEP (*(.preinit_array*))
  91.     PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);
  92.     . = ALIGN(4);
  93.   } >FLASH
  94.   
  95.   .init_array :
  96.   {
  97.     . = ALIGN(4);
  98.     PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);
  99.     KEEP (*(SORT(.init_array.*)))
  100.     KEEP (*(.init_array*))
  101.     PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);
  102.     . = ALIGN(4);
  103.   } >FLASH
  104.   
  105.   .fini_array :
  106.   {
  107.     . = ALIGN(4);
  108.     
  109.     /* PROVIDE_HIDDEN 表示 ：Similar to PROVIDE. For ELF targeted ports, 
  110.     the symbol will be hidden and won’t be exported. 
  111.     表示符号在目标文件中被定义但不会被导出 */
  112.     
  113.     PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);
  114.     KEEP (*(SORT(.fini_array.*)))
  115.     KEEP (*(.fini_array*))
  116.     PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);
  117.     . = ALIGN(4);
  118.   } >FLASH
  119.  
  120.   /* Used by the startup to initialize data */
  121.   /* 以变量_sidata存储.data块的起始地址，.data对应初始化了的全局变量 */
  122.   
  123.   _sidata = LOADADDR(.data);
  124.  
  125.   /* Initialized data sections into "RAM" Ram type memory */
  126.   /* .data对应初始化了的全局变量，编译后将位于可执行文件中，由启动代码负责加载到数据区中（在单片机中这部分数据会存于flash中，需要由启动代码把这部分内容拷贝到ram中）*/
  127.   .data : 
  128.   {
  129.     . = ALIGN(4);
  130.     _sdata = .;        /* create a global symbol at data start */
  131.     *(.data)           /* .data sections */
  132.     *(.data*)          /* .data* sections */
  133.  
  134.     . = ALIGN(4);
  135.     
  136.     /* edata的地址是初始化数据区后面的第1个地址 */
  137.     _edata = .;        /* define a global symbol at data end */
  138.     
  139.   } >RAM AT> FLASH
  140.  
  141.   /* Uninitialized data section into "RAM" Ram type memory */
  142.   . = ALIGN(4);
  143.   
  144.   /* .bss段是没有初始值的全局变量，由启动代码把这部分内容全初始化为0 */
  145.   .bss :
  146.   {
  147.     /* This is used by the startup in order to initialize the .bss section */
  148.     _sbss = .;         /* define a global symbol at bss start */
  149.     __bss_start__ = _sbss;
  150.     *(.bss)
  151.     *(.bss*)
  152.     /* COMMON数据段仅在.o文件中存在，当代码中的全局变量没有赋初值时存储在该数据段中 */
  153.     https://stackoverflow.com/questions/16835716/bss-vs-common-what-goes-where */
  154.     
  155.     *(COMMON)
  156.  
  157.     . = ALIGN(4);
  158.     _ebss = .;         /* define a global symbol at bss end */
  159.     __bss_end__ = _ebss;
  160.   } >RAM
  161.  
  162.   /* User_heap_stack section, used to check that there is enough "RAM" Ram  type memory left */
  163.   ._user_heap_stack :
  164.   {
  165.     . = ALIGN(8);
  166.     
  167.     /* 同PROVIDE_HIDDEN的作用类似，定义内部变量而不导出 */
  168.     PROVIDE ( end = . );
  169.     PROVIDE ( _end = . );
  170.     . = . + _Min_Heap_Size;
  171.     . = . + _Min_Stack_Size;
  172.     . = ALIGN(8);
  173.   } >RAM
  174.  
  175.   /* Remove information from the compiler libraries */
  176.   /DISCARD/ :
  177.   {
  178.     libc.a ( * )
  179.     libm.a ( * )
  180.     libgcc.a ( * )
  181.   }
  182.  
  183.   .ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }
  184. }


 

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