stm32启动代码详细分析记录_stm32 启动代码实现|c语言

作者：知新_RL | 2024-02-11 15:26:14

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stm32 启动代码实现|c语言

stm32启动代码详细分析记录

启动的代码中用到的汇编指令解析
1 先在RAM中分配系统使用的栈，RAM的起始地址为0x2000_0000
2 然后在RAM中分配变量使用的堆
3 然后在CODE区(flash)分配中断向量表，flash的起始地址为0x0800_0000，该中断向量表就从这个起始地址开始分配
4 分配完成后，再定义和实现相应的中断函数，
5 所有的中断函数全部带有[weak]特性，即弱定义，如果编译器发现在别处文件中定义了同名函数，在链接时用别处的地址进行链接。
6 中断函数仅仅实现了Reset_Handler,其他要么是死循环，要么仅仅定义了函数名称
7 STM32被设置为从内部FLASH启动时（这也是最常见的一种情况），当STM32遇到复位信号后，
8从0x0800_0000处取出栈顶地址存放于MSP寄存器，从0x0800_0004处取出复位中断服务入口地址放入PC寄存器，
9继而执行复位中断服务程序Reset_Handler，
10Reset_Handler仅仅执行了两个函数调用,一个是SystemInit，另一个__main,
11 SystemInit定义在system_stm32f10x.c中,主要初始化了STM的时钟系统:HSI,HSE,LSI,LSE,PLL,SYSCLK,USBCLK,APECLK等等.
12 __main函数由编译器生成，负责初始化栈、堆等，并在最后跳转到用户自定义的main()函数，来到C的世界。

;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ********************
;* File Name          : startup_stm32f10x_md.s
;* Author             : MCD Application Team
;* Version            : V3.5.0
;* Date               : 11-March-2011
;* Description        : STM32F10x Medium Density 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 CortexM3 processor is in Thread mode,
;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main.
;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   
;*******************************************************************************
; THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS
; WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE TIME.
; AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT,
; INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM THE
; CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE CODING
; INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS.
;*******************************************************************************

; 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>

Stack_Size      EQU     0x00000400;宏调用 栈大小 固定为0x00000400

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3;定义一个代码段 不零初始化 可读可写  对齐方式为三字节对齐
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size;开辟一段连续的存储空间，并初始化为零 Stack_Mem：存储空间名称  Stack_Size开辟空间的大小
__initial_sp;标号，代表堆栈顶部地址，后面有用


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

Heap_Size       EQU     0x00000200;宏调用  堆大小 固定为0x00000200

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3;定义一个代码段 不零初始化 可读可写  对齐方式为八字节对齐
__heap_base;//标号，代表堆末底部地址，后面有用
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size;开辟一段连续的存储空间，并初始化为零 Heap_Mem ：存储空间名称  Heap_Size 开辟空间的大小
__heap_limit;//标号，代表堆界限地址，后面有用

                PRESERVE8 ;伪指令PRESERVE8指定当前的文件中，堆栈区的对齐方式为八字节对齐。
				THUMB;伪指令THUMB命令汇编器以UAL语法将THUMB后面的指令翻译成T32指令。


; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset 中断向量表的定义 0x0800 0000起始地址
                AREA    RESET, DATA, READONLY;//定义只读数据段，其实放在CODE区，位于0地址
                EXPORT  __Vectors;弱声明了一个全局的标号，改标号可在其他的文件中被引用
                EXPORT  __Vectors_End;弱声明了一个全局的标号，改标号可在其他的文件中被引用
                EXPORT  __Vectors_Size;弱声明了一个全局的标号，改标号可在其他的文件中被引用

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack; Top of Stack  ;给__initial_sp分配4字节32位的地址0x0
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler; Reset Handler ; 给标号Reset Handler分配地址为0x00000004
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler ; NMI Handler ; 给标号NMI Handler分配地址0x00000008
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
                DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
                DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
                DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
                DCD     0                          ; Reserved 保留地址
                DCD     0                          ; Reserved 保留地址
                DCD     0                          ; Reserved 保留地址
                DCD     0                          ; Reserved 保留地址
                DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
                DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

                ; External Interrupts
                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     RTCAlarm_IRQHandler        ; RTC Alarm through EXTI Line
                DCD     USBWakeUp_IRQHandler       ; USB Wakeup from suspend
__Vectors_End

__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors

                AREA    |.text|, CODE, READONLY;定义一个只读的代码段

; Reset handler
;利用PROC、ENDP这一对伪指令把程序段分为若干个过程，使程序的结构加清晰
Reset_Handler    PROC;过程的开始 
                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]	;[WEAK] 弱定义，意思是如果在别处也定义该标号(函数)，在链接时用别处的地址。
															;如果没有其它定方定义，编译器也不报错，以此处地址进行链接。
															;EXPORT提示编译器该标号可以为外部文件引用。
     IMPORT  __main	;通知编译器要使用的标号在其他文件
				;寄存器版本代码，因为没有用到SystemInit函数，所以注释掉以下代码为防止报错！
				;库函数版本代码，建议加上这里（外部必须实现SystemInit函数），以初始化stm32时钟等。
                ;IMPORT  SystemInit			
                ;LDR     R0, =SystemInit	
                ;BLX     R0        ;BX是ARM指令集和THUMB指令集之间程序的跳转   
                 LDR     R0, =__main;使用“=”表示LDR目前是伪指令不是标准指令。这里是把__main的地址给RO。
                 BX      R0 ;BX是ARM指令集和THUMB指令集之间程序的跳转
                 ENDP;宏结束

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

NMI_Handler     PROC
                EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
HardFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  HardFault_Handler          [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
MemManage_Handler\
                PROC
                EXPORT  MemManage_Handler          [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
BusFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  BusFault_Handler           [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
UsageFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  UsageFault_Handler         [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
SVC_Handler     PROC
                EXPORT  SVC_Handler                [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
DebugMon_Handler\
                PROC
                EXPORT  DebugMon_Handler           [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
PendSV_Handler  PROC
                EXPORT  PendSV_Handler             [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP
SysTick_Handler PROC
                EXPORT  SysTick_Handler            [WEAK]
                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址
                ENDP

Default_Handler PROC
				;[WEAK] 弱定义，意思是如果在别处也定义该标号(函数)，在链接时用别处的地址。
				;如果没有其它定方定义，编译器也不报错，以此处地址进行链接。
				;EXPORT提示编译器该标号可以为外部文件引用。
                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  RTCAlarm_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
RTCAlarm_IRQHandler
USBWakeUp_IRQHandler

                B       .;原地跳转(即无限循环)，‘.’代表此指令地址

                ENDP

                ALIGN;填充字节使地址对齐

;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization初始化堆和栈
;*******************************************************************************
                 IF      :DEF:__MICROLIB ;“DEF”的用法——:DEF:__MICROLIB 就是__MICROLIB定义了则为真，否则为假           
									 ;如果定义了MICORLIB,
                 EXPORT  __initial_sp;则将栈顶地址，堆起始地址赋予全局属性，;堆末端界限地址赋予全局属性,使外部程序可调用
                 EXPORT  __heap_base
                 EXPORT  __heap_limit;堆末端界限地址赋予全局属性,使外部程序可调用
                
                 ELSE ;如果没定义__MICROLIB,则使用默认的C运行时库
                
                 IMPORT  __use_two_region_memory;;通知编译器要使用的标号在其他文件__use_two_region_memory  
                 EXPORT  __user_initial_stackheap ;声明全局标号__user_initial_stackheap，这样外程序也可调用此标号
												  ;则进行堆栈和堆的赋值，在__main函数执行过程中调用
             ;如果使用默认的C库,程序启动过程中就不会执行该标号下的代码    
__user_initial_stackheap;标号__user_initial_stackheap，表示用户堆栈初始化程序入口
				;//则进行堆栈和堆的赋值，在__main函数执行过程中调用。
                 LDR     R0, =  Heap_Mem;保存堆始地址
                 LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size);保存栈的大小
                 LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size);保存堆的大小
                 LDR     R3, = Stack_Mem;保存栈顶指针
                 BX      LR

                 ALIGN;填充字节使地址对齐

                 ENDIF

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代码一开始是从Reset_Handler这个宏函数开始执行的.这个宏函数执行完毕就会跳转到main函数执行，一去不复返。

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