stm32启动代码分析

本文转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4f09c0b501016eo9.html

在<<STM32不完全手册里面>>，用的是STM32F103RBT6，所有的例程都采用了一个叫STM32F10x.s的启动文件，里面定义了STM32的堆栈大小以及各种中断的名字及入口函数名称，还有启动相关的汇编代码。STM32F10x.s是MDK提供的启动代码，从其里面的内容看来，它只定义了3个串口，4个定时器。实际上STM32的系列产品有5个串口的型号，也只有有2个串口的型号，定时器也是，做多的有8个定时器。比如，如果你用的STM32F103ZET6，而启动文件用的是STM32F10x.s的话，你可以正常使用串口1~3的中断，而串口4和5的中断，则无**常使用。又比如，你TIM1~4的中断可以正常使用，而5~8的，则无法使用。
而在固件库里出现3个文件

startup_stm32f10x_ld.s
startup_stm32f10x_md.s
startup_stm32f10x_hd.s

其中，ld.s适用于小容量 产品；md.s适用于中等容量产品；hd适用于大容量产品；
这里的容量是指FLASH的大小.判断方法如下：
小容量：FLASH≤32K
中容量：64K≤FLASH≤128K
大容量：256K≤FLASH

;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ********************
;* File Name : startup_stm32f10x_hd.s
;* Author : MCD Application Team
;* Version : V3.5.0
;* Date : 11-March-2011
;* Description : STM32F10x High 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 and also configure the external
;* SRAM mounted on STM3210E-EVAL board to be used as data
;* memory (optional, to be enabled by user)
;* - 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.
;* 说明: 此文件为STM32F10x高密度设备的MDK工具链的启动文件
;* 该模块执行以下操作:
;* -设置初始堆栈指针（SP）
;* -设置初始程序计数器（PC）为复位向量，并在执行main函数前初始化系统时钟
;* -设置向量表入口为异常事件的入口地址
;* -复位之后处理器为线程模式，优先级为特权级，堆栈设置为MSP主堆栈
;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>
; 首先对栈和堆的大小进行定义，并在代码区的起始处建立中断向量表，其第一个表项是栈
; 顶地址，第二个表项是复位中断服务入口地址。然后在复位中断服务程序中跳转??C/C++标
; 准实时库的__main函数。假设STM32被设置为从内部FLASH启动中断向量表起始地位为0x8000000，
; 则栈顶地址存放于0x8000000处，而复位中断服务入口地址存放于0x8000004处。当STM32遇
; 到复位信号后，则从0x80000004处取出复位中断服务入口地址继而执行复位中断服务程序，
; 然后跳转__main函数，最后来到C的世界。
; DCD指令：作用是开辟一段空间，其意义等价于C语言中的地址符“&”。开始建立的中断向量
; 表则类似于使用C语.其每一个成员都是一个函数指针，分别指向各个中断服务函数
;伪指令AREA，表示开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈，段名是STACK，可读可写。
;NOINIT：指定此数据段仅仅保留了内存单元，而没有将各初始值写入内存单元，或者将各个内存单元值初始化为0
;*******************************************************************************
; 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 ;定义栈大小1024B
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3;###AREA 命令指示汇编器汇编一个新的代码段或数据段。
;段是独立的、指定的、不可见的代码或数据块，它们由链接器处理.
;段是独立的、命名的、不可分割的代码或数据序列。一个代码段是生成一个应用程序的最低要求
;默认情况下，ELF 段在四字节边界上对齐。expression 可以拥有 0 到 31 的任何整数。
;段在 2expression 字节边界上对齐
Stack_Mem SPACE Stack_Size ;### ;分配连续 Stack_Size 字节的存储单元并初始化为 0。
;堆栈段，未初始化，允许读写，8字节边界对齐
;说明: Cortex-M3的指令地址要求是字边界对齐（4字节）；但是代码段是8字节边界对齐的

__initial_sp ;###初始化堆栈指,标号__initial_sp表示指向堆栈顶.

; ###此处有个一个问题讨论，关于栈顶在RAM中所处位置问题，很多初学者一直以为是编译器特意放在HEAP段之后是有意为之，并且认为这样可以利用heap未分配空间来防止未知的栈溢出问题
; 这种理解是错误的，链接器并不会为栈的位置做特殊的处理，而且这样做也并不会利用heap段，在此文件的最后对堆栈的初始化代码中可以看出他们是两个互相独立的数据区。此处出现的现
; 象是因为MDK按数据段的字母顺序链接数据段的地址的，所以此处造成了堆的地址在栈的前面的假象，不要窃以为是有某种特殊的约定。

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

Heap_Size EQU 0x00000200 ;定义堆的大小

AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;堆段,malloc用的地方，不一定连续空间，未初始化,允许读写,堆数据段8字节边界对齐
__heap_base ;表示堆空间起始地址
Heap_Mem SPACE Heap_Size ;分配堆空间
__heap_limit ;表示堆空间结束地址与__heap_base配合限制堆的大小

PRESERVE8 ;命令指定当前文件保持栈的八字节对齐
THUMB ;指令集，THUMB 必须位于使用新语法的任何Thumb代码之前

; EXPORT 命令声明一个符号，可由链接器用于解释各个目标和库文件中的符号引用，相当于声明了一个全局变量。 GLOBAL 于 EXPORT相同。
; 以下为向量表，在复位时被映射到FLASH的0地址

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset;实际上是在CODE区（假设STM32从FLASH启动，则此中断向量表起始地址即为0x8000000）
AREA RESET, DATA, READONLY ;定义一块数据段，只可读，段名字是RESET,复位段,只包含数据，只读
EXPORT __Vectors ;标号输出，中断向量表开始;EXPORT在程序中声明一个全局的标号__Vectors，该标号可在其他的文件中引用
EXPORT __Vectors_End ;在程序中声明一个全局标号__Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size ;在程序中声明一个全局号__Vectors_Size，中断向量表大小

; DCD 命令分配一个或多个字的存储器，在四个字节的边界上对齐，并定义存储器的运行时初值。

__Vectors ;建立中断表
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 不可屏蔽中断
DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler 硬件错误中断
DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler 内存管理错误中断
DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler 总线错误中断，一般发生在数据访问异常，比如fsmc访问不当
DCD UsageFault_Handler ; 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
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 调试监视异常
DCD 0 ; Reserved
DCD PendSV_Handler ; 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）和中断完成时自动回复我们只需保存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，在中断或者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。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler 滴答定时器，为操作系统内核时钟
;DCD OS_CPU_PendSVHandler
;DCD OS_CPU_SysTickHandler

; External Interrupts ;以上都是Coretex M3内核自带的；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 ;向量表结束标志

__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors ;计算向量表地址空间大小,得到向量表的大小,304个字节也就是0x130个字节

;|.text| 用于表示由 C 编译程序产生的代码段，或用于以某种方式与 C 库关联的代码段。
AREA |.text|, CODE, READONLY ;定义C编译器源代码的代码段，只读
;定义一个代码段，可读，段名字是.text
; Reset handler
Reset_Handler PROC;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
EXPORT Reset_Handler [WEAK] ;此处[WEAK]表示弱定义,在外部没有定义该符号时导出该符号Reset_Handler
IMPORT __main ;IMPORT：伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义
;但要在当前源文件中引用，而且无论当前源文件是否引用该标号
;该标号均会被加入到当前源文件的符号表中
IMPORT SystemInit
LDR R0, =SystemInit ; 装载寄存器指令
BLX R0 ; 带链接的跳转，切换指令集
LDR R0, =__main ;__main为 运行时库提供的函数；完成堆栈，堆的初始话等工作，会调用下面定义的__user_initial_stackheap
BX R0 ; 切换指令集,main函数不返回，跳到__main，进入C的世界
ENDP

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

;WEAK声明其他的同名标号优先于该标号被引用,就是说如果外面声明了的话，;会调用外面的
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 ;OS_CPU_PendSV_Handler PROC
EXPORT PendSV_Handler [WEAK] ; EXPORT OS_CPU_PendSV_Handler [WEAK]
B . ; B
ENDP ; ENDP
SysTick_Handler PROC ;OS_CPU_SysTick_Handler PROC
EXPORT SysTick_Handler [WEAK] ; EXPORT OS_CPU_SysTick_Handler [WEAK]
B . ; B
ENDP ; ENDP

Default_Handler PROC
; 输出异常向量表标号，方便外部实现异常的具体功能 ， [WEAK] 是弱定义的意思，如果外部定义了，优先执行外部定义，否则下面的函数定义
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]

; 如下只是定义一个空函数
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 ; 默认是字对齐方式，也说明了代码是4字节对齐的

;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization
;*******************************************************************************
IF :DEF:__MICROLIB ;判断是否使用DEF:__MICROLIB(╩icro lib)

EXPORT __initial_sp ;使用的话则将栈顶地址，堆始末地址赋予全局属性，使外部程序可以使用
EXPORT __heap_base
EXPORT __heap_limit

ELSE ;如果使用默认C库运行时

IMPORT __use_two_region_memory ;定义全局标号__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

__user_initial_stackheap ;标号__user_initial_stackheap，表示用户堆栈初始化
; 此处是初始化两区的堆栈空间，堆是从由低到高的增长，栈是由高向低生长的，两个是互相独立的数据段，并不能交叉使用。

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

ENDIF

END ; END 命令指示汇编器，已到达一个源文件的末尾。

;******************* (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics *****END OF FILE*****