MDK + STM32固件库 启动文件startup_stm32f10x_hd.s功用及注释

前奏

处理器：STM32F10X
固件库版本：V3.5
目录位置：....\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm\startup_stm32f10x_hd.s
编译链接工具：MDK
文件介绍 ： STM32F10x High Density Devices vector table for MDK-ARM toolchain --- STM32F10x 大容量设备 向量表（中断），MDK-ARM链接工具；

模块完成内容：

Set the initial SP --设置初始化堆栈指针(SP)

Set the initial PC == Reset_Handler---设置初始化 程序计数器(PC) == 复位中断服务程序地址

为中断向量表中的成员 赋予 实际的异常中断服务子程序地址

配置系统时钟，也有配置STM3210E-EVAL开发板上的外部SRAM，被用作数据内存（用户可选）

Branches to __main in the C library---- 分支到C库的__main（最终调用main()）

CortexM3处理器复位后进入线程模式，享有特殊优先级(特权级别)，堆栈设置为MSP主堆栈

<<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>----- MDK中，源文件第一行检测到"//<<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>"关键字，Configuration Wizard选项卡就会出现。

备注：
CMSIS：Cortex Microcontroller Software Interface Standard ---ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准

CM3 ：Cortex-M3

激情

堆栈以及堆的初始化

; 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		;定义常量Stack_Size---栈，大小为	0x00000400 ,1K --EQU类似宏 #define

AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;声明名称为STACK的段,内存初始化为0，可读写，指定后边的指令8字节对齐
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size	;开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈;Stack_Mem:内存块起始地址标号;类似unsigned char Stack_Mem[Stack_Size];
__initial_sp    ;标号__initial_sp，表示栈空间顶地址。

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

Heap_Size       EQU     0x00000200	   ;

AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;
__heap_base								;标号__heap_base，表示堆空间起始地址。
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size		;开辟一段大小为Heap_Size的内存空间作为堆
__heap_limit							;标号__heap_limit，表示堆空间结束地址。

以上堆和栈的具体地址可以在工程编译后产生的*.map文件中看到。
定义中断向量表

PRESERVE8				 ;告诉编译器以8字节对齐。
THUMB					 ;告诉编译器使用THUMB指令集。

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
AREA    RESET, DATA, READONLY	 ;定义RESET数据段，只读属性
EXPORT  __Vectors				 ;声明全局标号__Vectors，这样外程序也可调用此标号
EXPORT  __Vectors_End			 ;
EXPORT  __Vectors_Size			 ;
/*建立中断向量表,__Vectors为内存块起始地址标号*/
__Vectors       DCD     __initial_sp   ; Top of Stack   栈顶指针，被放在向量表的开始，FLASH的0地址，复位后首先装载栈顶指针
DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler;复位异常，装载完栈顶后，第一个执行的，并且不返回。
DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
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
DCD     0                          ; Reserved
DCD     0                          ; Reserved
DCD     0                          ; Reserved
DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler;系统调用异常，主要是为了调用操作系统内核服务
DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
DCD     0                          ; Reserved
DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler;见本文的"落幕"--"其他"部分，可能有详解
DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

; External Interrupts   ;以下为外部中断向量表
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 & ADC2
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
DCD     TIM8_BRK_IRQHandler        ; TIM8 Break
DCD     TIM8_UP_IRQHandler         ; TIM8 Update
DCD     TIM8_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM8 Trigger and Commutation
DCD     TIM8_CC_IRQHandler         ; TIM8 Capture Compare
DCD     ADC3_IRQHandler            ; ADC3
DCD     FSMC_IRQHandler            ; FSMC
DCD     SDIO_IRQHandler            ; SDIO
DCD     TIM5_IRQHandler            ; TIM5
DCD     SPI3_IRQHandler            ; SPI3
DCD     UART4_IRQHandler           ; UART4
DCD     UART5_IRQHandler           ; UART5
DCD     TIM6_IRQHandler            ; TIM6
DCD     TIM7_IRQHandler            ; TIM7
DCD     DMA2_Channel1_IRQHandler   ; DMA2 Channel1
DCD     DMA2_Channel2_IRQHandler   ; DMA2 Channel2
DCD     DMA2_Channel3_IRQHandler   ; DMA2 Channel3
DCD     DMA2_Channel4_5_IRQHandler ; DMA2 Channel4 & Channel5
__Vectors_End   ;向量表结束标号

__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors    ;定义__Vectors_Size变量,初始值为即向量表大小：末地址-起始地址

AREA    |.text|, CODE, READONLY    ;定义代码段名称为.text，只读属性

调用Reset Handler

; Reset handler
Reset_Handler   PROC      ;复位中断服务程序，PROC…ENDP结构表示程序的开始和结束。
EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]   ;如果外部源文件有Reset_Handler定义，优先执行其他文件的定义
IMPORT  __main  ;引导程序进入__main(此__main是C_Library中的函数，非main())
IMPORT  SystemInit   ;通知编译器当前文件要引用标号SystemInit，但SystemInit是在其他源文件中定义的
LDR     R0, =SystemInit  ;//获取C文件中的SystemInit函数地址
BLX     R0    ;跳转至SystemInit地址位置
LDR     R0, =__main
BX      R0
ENDP

注释：引导程序进入__main(此__main是C_Library中的函数，非main())

为中断向量表成员赋值及中断服务程序定义(空函数)

; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified) Dummy异常处理程序(可跳出无限循环)

NMI_Handler     PROC
EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]
B       .					;//停止
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

Default_Handler PROC  ;声明异常向量表标号，方便外部实现异常的具体功能，

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]
EXPORT  TIM8_BRK_IRQHandler        [WEAK]
EXPORT  TIM8_UP_IRQHandler         [WEAK]
EXPORT  TIM8_TRG_COM_IRQHandler    [WEAK]
EXPORT  TIM8_CC_IRQHandler         [WEAK]
EXPORT  ADC3_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  FSMC_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  SDIO_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  TIM5_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  SPI3_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  UART4_IRQHandler           [WEAK]
EXPORT  UART5_IRQHandler           [WEAK]
EXPORT  TIM6_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  TIM7_IRQHandler            [WEAK]
EXPORT  DMA2_Channel1_IRQHandler   [WEAK]
EXPORT  DMA2_Channel2_IRQHandler   [WEAK]
EXPORT  DMA2_Channel3_IRQHandler   [WEAK]
EXPORT  DMA2_Channel4_5_IRQHandler [WEAK]
;如下仅是定义空函数
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
TIM8_BRK_IRQHandler
TIM8_UP_IRQHandler
TIM8_TRG_COM_IRQHandler
TIM8_CC_IRQHandler
ADC3_IRQHandler
FSMC_IRQHandler
SDIO_IRQHandler
TIM5_IRQHandler
SPI3_IRQHandler
UART4_IRQHandler
UART5_IRQHandler
TIM6_IRQHandler
TIM7_IRQHandler
DMA2_Channel1_IRQHandler
DMA2_Channel2_IRQHandler
DMA2_Channel3_IRQHandler
DMA2_Channel4_5_IRQHandler
B       .

ENDP

ALIGN    ;添加补丁字节满足一定的对齐方式

堆栈以及堆的初始化行为

;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization--用户堆栈初始化
;*******************************************************************************
IF      :DEF:__MICROLIB  ;检查是否定义了__MICROLIB

EXPORT  __initial_sp
EXPORT  __heap_base
EXPORT  __heap_limit

ELSE

IMPORT  __use_two_region_memory  ;使用双段模式--两区堆栈空间，堆和栈有各自的空间地址
EXPORT  __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap ;重新定义堆栈--此处是初始化两区的堆栈空间，堆是由低到高的增长，
;栈是由高到低增长的，两个是互相独立的数据段，不能交叉使用。
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  ;END命令,指示汇编器结束

ARM m3 C是怎么调用startup_stm32f10x_hd.s文件的?

startup_stm32f10x_hd.s大部分内容不是被C调用的，而是在C程序之前运行的。m3上电之后会先从0地址处读取MSP，然后从0x4地址处读取复位向量，接着跳转到复位异常服务程序Reset_Handler（这些是m3内核自动做的，不需要编程）。如果你用MDK的话，在工程设置Debug下的run to main()上的勾去掉，然后进入调试，你会发现你运行的第一句就是Reset_Handler的第一句。

　　Reset_Handler就是在startup_stm32f10x_hd.s中定义的，它一般会对系统初始化，然后进入main函数。

　　向量表也是在startup.s中定义的，至于为什么程序编译之后向量表一定在0地址处，是因为向量表的前面会有类似AREA RESET, CODE, READONLY的声明。在MDK生成的分散加载文件中，RESET被设置在flash的0地址处，这样就规定了向量表的地址。

落幕

指令

AREA伪指令：AREA 伪指令用于定义一个代码段或数据段名称。ARM 汇编程序设计采用分段式设计，一个ARM 源程序至少需要一个代码段，大的程序可以包含多少个代码段及数据段。伪指令格式：AREA sectionname｛,attr｝{,attr}…

常用属性：

CODE属性：用于定义代码段，默认为READONLY；

DATA属性：用于定义数据段，默认为READWRITE；

READONLY属性：指定本段为制度，代码段默认为READONLY；

READWRITE属性：指定本段为可读可写，数据段的默认属性为READWRITE；

ALIGN属性：指定对齐方式。ALIGN n 指令的对齐值有两种方案 即n 或2^n，这里采用第二种方案即指定后面的指令8字节对齐；

NOINIT属性：指定本数据段仅仅保留内存单元，没有将各始值写入内存单元，也就是说将内存单元值初始化为0。

e.g：AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;定义STACK段，内存初始化为0，可读写，指定后边的指令8字节对齐。

SPACE--------SPACE 用于分配一块内存单元，并用0 初始化。可理解为unsigned char DataBuf[100];

伪指令格式：

{label} SPACE expr

其中：label 内存块起始地址标号。

expr 所要分配的内存字节数。

伪指令应用举例如下：

AREA DataRA,DATA，READWROTE ;声明一数据段，名为DataRAM

DataBuf SPACE 1000 ;分配1000 字节空间

e.g：Stack_Mem SPACE Stack_Size;开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈;Stack_Mem:内存块起始地址标号;类似unsigned char DataBuf[100];

IMPORT 和EXTERN：IMPORT 伪指令指示编译器当前的符号不是在本源文件中定义的，而是在其他源文件中定义的，在本源文件中可能引用该符号。EXTERN同理。

通知编译器此标号在别的文件定义,但在此文件中要使用.一个比较常用的用法是在汇编语言调用C函数时.......

指令格式：

IMPORT symbol{[WEAK]}

EXTERN symbol{[WEAK]}

其中：symbol 为要声明的符号名称。

[WEAK] 指定该选项后，如果symbol 在所有的源程序中都没有被定义，编译器也不会生任何错误信息，同时编译器也不会到当前没有被INCLUDE 进来的库中去查找该标号。

如果你EXPORT的函数带有WEAK标志的话，并且别的源代码没有定义同名函数，那么连接时就是该函数；否则，就是另外的一个同名函数。这个机制，和类的继承有点相像，都是一个函数将另一个函数给掩盖了；所不同的是，WEAK里的这个掩盖，是彻彻底底让另外一个函数消失。

e.g：

EXPORT Reset_Handler [WEAK] ;如果外部定义了Reset_Handler,优先执行外部定义，否则本文件的函数定义.

IMPORT __main

DCD：DCD 用于分配一段字内存单元，并用伪指令中的expr 初始化。DCD 伪指令分配的内存需要字对齐，一般可用来定义数据表格或其它常数。

伪指令格式：{label} DCD expr{,expr}{,expr}…

其中：label 内存块起始地址标号。expr 常数表达式或程序中的标号。内存分配字节数由expr 个数决定。

LDR：取变量的地址，放到通用寄存器(如R1)中--参见：arm汇编—ldr加载指令，ldr伪指令 ----那篇文章的解释有点懵，COUNT EQU 0x40003100 ;COUNT 的地址是0x40003100
？？？？？？

e.g：

IMPORT SystemInit

LDR R0, =SystemInit ;获取C文件中的SystemInit函数地址

BLX：带返回和状态切换的跳转指令。

BX ： 带状态切换的跳转指令。

B ： 跳转到指定地址位置。

其他：

Top of Stack：栈顶指针，被放在向量表的开始，FLASH的0地址，复位后首先装载栈顶指针。

Reset Handler： 复位异常，装载完栈顶后，第一个执行的，并且不返回。

Usage Fault Handler：用法错误中断，一般是预取值，或者位置指令，数据处理等错误。

SVCall Handler：系统调用异常，主要是为了调用操作系统内核服务。

PendSV Handler：挂起异常，此处可以看见用作了uCOS-II的上下文切换异常，这是被推荐使用的，因为Cortex-M3会在异常发生时自动保存R0-R3，R12,R13(堆栈指针SP)，R14(链接地址，也叫返回地址LR，在异常返回时使用)，R15（程序计数器PC，为当前应用程序+4）和中断完成时自动恢复，我们只需保存R4-R11,大大减少了中断响应和上下文切换的时间。说明：此处涉及到一个中断保存寄存器问题，因为在所有的运行模式下，未分组寄存器都指向同一个物理寄存器，他们未被系统用作特殊的用途，因此，在中断或异常处理进行模式转换时，由于不同模式（此处为"线程"和"特权"）均使用相同的物理寄存器，可能会造成寄存器中数据的破坏。这也是常说的"关键代码段"和"l临界区"保护的原因。

SysTick Handler： 嘀嗒定时器，为操作系统内核时钟。