1、Cortex-M3啟動代碼分析,目標,掌握嵌入式應用程序設計的基本知識 掌握starup_stm32f10 x_cl.s中常見匯編指令 能分析starup_stm32f10 x_cl.s啟動代碼,嵌入式應用系統(tǒng)中的存儲映射,在設計嵌入式應用系統(tǒng)時，為了追求最好的性能價格比，系統(tǒng)中通常包括多種存儲器，如ROM、16位RAM、32位RAM和FLASH等，這樣一個重要的問題就是設計其存儲系統(tǒng)的布局。 在RAM 體系結構中，系統(tǒng)復位后將跳轉到地址0 x0處執(zhí)行，該處存放的是復位異常中斷的中斷向量。對于嵌入式系統(tǒng)來說，在系統(tǒng)復位時RAM中是不存在代碼和數(shù)據的。因此在系統(tǒng)復位時，地址0 x0處應該為ROM

2、，即系統(tǒng)復位后應該首先從ROM中開始執(zhí)行。,地址0 x0處為ROM,這里所說的地址0 x0處為ROM，是指在系統(tǒng)運行過程中，地址0 x0處為ROM，對于嵌入式系統(tǒng)來說，在系統(tǒng)復位時地址0 x0處總為ROM。這種情況非常簡單，在地址0 x0處存放著復位異常中斷向量，根據此中斷向量，程序跳轉到相應的位置進行系統(tǒng)初始化等操作。 這種情況有一個缺點，通常相對于RAM來說，ROM的數(shù)據寬度較小，速度較慢，這會使系統(tǒng)響應異常中斷的速度較慢，而且如果異常中斷向量表放在ROM中，則中斷向量表內容不能修改。,地址0 x0處為RAM,這里所說的地址0 x0處為RAM，是指在系統(tǒng)運行過程中，地址0 x0處為RAM，

3、對于嵌入式系統(tǒng)來說，在系統(tǒng)復位時地址0 x0處總為ROM。因此，對于地址0 x0處為RAM的系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)復位后從ROM中開始執(zhí)行，在系統(tǒng)復位時，系統(tǒng)中的存儲映射機構將ROM映射到地址0 x0處，然后在程序運行的最初幾條指令中，系統(tǒng)中的存儲映射機構進行地址重映射，重新將RAM映射到地址0 x0處。 優(yōu)點：RAM的數(shù)據寬度較大，速度較快，這會使系統(tǒng)響應異常中斷的速度更快。而且異常中斷向量表放在RAM中，程序在運行過程中可以修改中斷向量表內容，使得系統(tǒng)更為靈活。,系統(tǒng)初始化,系統(tǒng)運行環(huán)境初始化，包括異常中斷向量初始化、數(shù)據棧初始化以及IO初始化等。 應用程序初始化，例如C語言變量的初始化等。

4、啟動代碼功能總結： 1）堆和棧的初始化； 2）向量表定義； 3）地址重映射及中斷向量表的轉移； 4）設置系統(tǒng)時鐘頻率； 5）中斷寄存器的初始化； 6）進入C應用程序。,預備知識,一個由C/C+編譯的程序占用的內存分為以下幾個部分 ： 棧區(qū)（stack） 編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。操作方式類似于數(shù)據結構中的棧。 堆區(qū)（heap） 一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。注意它與數(shù)據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。 全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（static）全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域， 未初始

5、化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另 一塊區(qū)域。 程序結束后由系統(tǒng)釋放。,預備知識,文字常量區(qū) 常量字符串就是放在這里的。 程序結束后由系統(tǒng)釋放 程序代碼區(qū)存放函數(shù)體的二進制代碼。 /main.cpp int a = 0; 全局初始化區(qū) char *p1; 全局未初始化區(qū) main() int b; 棧 char s = “abc”; 棧 char *p2; 棧 char *p3 = “123456”; 1234560在常量區(qū)，p3在棧上,預備知識,static int c =0； 全局（靜態(tài)）初始化區(qū) p1 = (char *)malloc(10); p2 = (char *)mall

6、oc(20); 分配得來得10和20字節(jié)的區(qū)域就在堆區(qū)。 strcpy(p1, 123456); 1234560放在常量區(qū)，編譯器可能會將它與p3所指向的123456 優(yōu)化成一個地方。 ENTRY: 偽操作指定程序的人口點 AREA:偽操作用于定義一個代碼段或者數(shù)據段 DCD:用于分配一段字內存單元,代碼分析1, 棧的初始化： Stack_Size EQU 0 x00000400 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 Stack_Mem SPACE Stack_Size _initial_sp 定義Stack Size為0 x00000400; 定義棧

7、，可初始化為0，8字節(jié)對齊 分配0 x00000400個連續(xù)字節(jié)，并初始化為0 匯編代碼地址標號,代碼分析2, 堆的初始化： Heap_Size EQU 0 x00000400 AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 _heap_base Heap_Mem SPACE Heap_Size _heap_limit 定義Heap Size為0 x00000400; 定義堆 ，可初始化為0，8字節(jié)對齊 分配0 x00000400個連續(xù)字節(jié)，并初始化為0 匯編代碼地址標號,代碼分析3,PRESERVE8 THUMB 指定當前文件堆棧8字節(jié)對齊 告訴匯編器下面是32為

8、的Thumb指令，如果需要匯編器將插入位以保證對齊,代碼分析4,見 STM3210X datasheet V10C.pdf 130頁 ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset AREA RESET, DATA, READONLY /定義復位向量段，只讀 EXPORT _Vectors EXPORT _Vectors_End EXPORT _Vectors_Size/定義一個可以在其他文件中使用的全局標號，此處表示中斷地址 _Vectors DCD _initial_sp ; Top of Stack /給_initial_sp 分配4字節(jié)32位的地

9、址0 x0,代碼分析5,DCD Reset_Handler ; Reset Handler / 給標號Reset Handler分配地址為0 x00000004 DCD NMI_Handler ; NMI Handler /給標號NMI Handler分配地址0 x00000008 DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler DCD UsageFault_Handler ; Usage F

10、ault Handler DCD 0 ; Reserved /這種形式就是保留地址，不給任何標號分配 。,代碼分析6,DCD ETH_WKUP_IRQHandler ; Ethernet Wakeup through EXTI line DCD CAN2_TX_IRQHandler ; CAN2 TX DCD CAN2_RX0_IRQHandler ; CAN2 RX0 DCD CAN2_RX1_IRQHandler ; CAN2 RX1 DCD CAN2_SCE_IRQHandler ; CAN2 SCE DCD OTG_FS_IRQHandler ; USB OTG FS _Vectors

11、_End _Vectors_Size EQU _Vectors_End - _Vectors,代碼分析7, 中斷向量表的轉移 AREA |.text|, CODE, READONLY /代碼段定義 ; Reset handler routine Reset_Handler PROC /標記一個函數(shù)的開始 EXPORT Reset_Handler WEAK /【WEAK】選項表示當所有的源文件都沒有定義一個標號時，編譯器也不給出錯誤信息，在多數(shù)情況下將該標號置為0，若該標號為B或BL指令引用，則將B或BL指令置為NOP操作； /EXPORT 提示編譯器標號可以為外部文件引用；,代碼分析8,IMP

12、ORT _main /通知編譯器要使用的標號在其他文件 LDR R0, =_main / 使用“”表示LDR目前是偽指令不是標準指令，這里是把_main的地址給R0; BX R0 /BX是ARM指令集和THUMB指令集之間的程序的跳轉 ENDP,代碼分析9,; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified) NMI_Handler PROC EXPORT NMI_Handler WEAK B . ENDP HardFault_Handler PROC EXPORT HardFault_Handler WEAK B

13、. ENDP,代碼分析10,MemManage_Handler PROC EXPORT MemManage_Handler WEAK B . ENDP 。 CAN2_SCE_IRQHandler OTG_FS_IRQHandler B . ENDP ALIGN,代碼分析11, 堆和棧的初始化 ; User Stack and Heap initialization ;* IF :DEF:_MICROLIB /DEF:X 就是說X定義了則為真，否則為假 EXPORT _initial_sp EXPORT _heap_base EXPORT _heap_limit ELSE IMPORT _use_two_region_memory EXPORT _user_initial_stackheap,代碼分析12, 堆和棧的初始化 _user_initial_stackheap 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,啟動配置,從主閃存存儲器啟動：主閃存存儲器被映射到啟動空間(0 x0000 0000)，但仍然能夠在它原