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本章参考资料《STM32F4xx 中文参考手册》第十章-中断和事件:表 46. STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 的向量表;MDK中的帮助手册—ARM Development Tools:用来查询ARM的汇编指令和编译器相关的指令。
14.1 启动文件简介
启动文件由汇编编写,是系统上电复位后第一个执行的程序。主要做了以下工作:
1、初始化堆栈指针SP=_initial_sp
2、初始化PC指针=Reset_Handler
3、初始化中断向量表
4、配置系统时钟
5、调用C库函数_main初始化用户堆栈,从而最终调用main函数去到C的世界
14.2 查找ARM汇编指令
在讲解启动代码的时候,会涉及到ARM的汇编指令和Cortex内核的指令,有关Cortex内核的指令我们可以参考《CM3权威指南CnR2》第四章:指令集。剩下的ARM的汇编指令我们可以在MDK->Help->Uvision Help中搜索到,以EQU为例,检索如下:
图 141 ARM 汇编指令索引
检索出来的结果会有很多,我们只需要看Assembler User Guide 这部分即可。下面列出了启动文件中使用到的ARM汇编指令,该列表的指令全部从ARM Development Tools这个帮助文档里面检索而来。其中编译器相关的指令WEAK和ALIGN为了方便也放在同一个表格了。
表格 10 启动文件使用的ARM汇编指令汇总
指令名称 |
作用 |
EQU |
给数字常量取一个符号名,相当于C语言中的define |
AREA |
汇编一个新的代码段或者数据段 |
SPACE |
分配内存空间 |
PRESERVE8 |
当前文件堆栈需按照8字节对齐 |
EXPORT |
声明一个标号具有全局属性,可被外部的文件使用 |
DCD |
以字为单位分配内存,要求4字节对齐,并要求初始化这些内存 |
PROC |
定义子程序,与ENDP成对使用,表示子程序结束 |
WEAK |
弱定义,如果外部文件声明了一个标号,则优先使用外部文件定义的标号,如果外部文件没有定义也不出错。要注意的是:这个不是ARM的指令,是编译器的,这里放在一起只是为了方便。 |
IMPORT |
声明标号来自外部文件,跟C语言中的EXTERN关键字类似 |
B |
跳转到一个标号 |
ALIGN |
编译器对指令或者数据的存放地址进行对齐,一般需要跟一个立即数,缺省表示4字节对齐。要注意的是:这个不是ARM的指令,是编译器的,这里放在一起只是为了方便。 |
END |
到达文件的末尾,文件结束 |
IF,ELSE,ENDIF |
汇编条件分支语句,跟C语言的if else类似 |
14.3 启动文件代码讲解
1. Stack—栈
1 Stack_Size EQU 0x00000400
2
3 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
4 Stack_Mem SPACE Stack_Size
5 __initial_sp
开辟栈的大小为0X00000400(1KB),名字为STACK,NOINIT即不初始化,可读可写,8(2^3)字节对齐。
栈的作用是用于局部变量,函数调用,函数形参等的开销,栈的大小不能超过内部SRAM的大小。如果编写的程序比较大,定义的局部变量很多,那么就需要修改栈的大小。如果某一天,你写的程序出现了莫名奇怪的错误,并进入了硬fault的时候,这时你就要考虑下是不是栈不够大,溢出了。
EQU:宏定义的伪指令,相当于等于,类似与C中的define。
AREA:告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK表示段名,这个可以任意命名;NOINIT表示不初始化;READWRITE表示可读可写,ALIGN=3,表示按照2^3对齐,即8字节对齐。
SPACE:用于分配一定大小的内存空间,单位为字节。这里指定大小等于Stack_Size。
标号__initial_sp紧挨着SPACE语句放置,表示栈的结束地址,即栈顶地址,栈是由高向低生长的。
2. Heap堆
1 Heap_Size EQU 0x00000200
2
3 AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
4 __heap_base
5 Heap_Mem SPACE Heap_Size
6 __heap_limit
开辟堆的大小为0X00000200(512字节),名字为HEAP,NOINIT即不初始化,可读可写,8(2^3)字节对齐。__heap_base表示对的起始地址,__heap_limit表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的,跟栈的生长方向相反。
堆主要用来动态内存的分配,像malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在STM32里面用的比较少。
1 PRESERVE8
2 THUMB
PRESERVE8:指定当前文件的堆栈按照8字节对齐。