2021年12月14日 | STM32启动文件执行步骤分析

一、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

二、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。

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

PRESERVE8

THUMB

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。

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。

PRESERVE8：指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。

THUMB：表示后面指令兼容 THUMB 指令。

3. 向量表

1 AREA RESET, DATA, READONLY

2 EXPORT __Vectors

3 EXPORT __Vectors_End

4 EXPORT __Vectors_Size

定义一个数据段，名字为 RESET，可读。

当内核响应了一个发生的异常后，对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定 ESR的入口地址， 内核使用了“向量表查表机制”。

EXPORT：声明一个标号可被外部的文件使用，使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器，则使用的是 GLOBAL 这个指令。

4. 复位程序

1 AREA |.text|, CODE, READONLY

定义一个名称为.text 的代码段，可读。

1 Reset_Handler PROC

2 EXPORT Reset_Handler [WEAK]

3 IMPORT SystemInit

4 IMPORT __main

5

6 LDR R0, =SystemInit

7 BLX R0

8 LDR R0, =__main

9 BX R0

10 ENDP

复位子程序是系统上电后第一个执行的程序，调用 SystemInit 函数初始化系统时钟，然后调用 C 库函数_mian，最终调用 main 函数去到 C 的世界。

WEAK：表示弱定义，如果外部文件优先定义了该标号则首先引用该标号，如果外部文件没有声明也不会出错。

IMPORT：表示该标号来自外部文件，跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。

SystemInit()是一个标准的库函数，在 system_stm32f10x.c这个库文件总定义。主要作用是配置系统时钟，这里调用这个函数之后，单片机的系统时钟配被配置为 72M。

__main 是一个标准的 C 库函数，主要作用是初始化用户堆栈，并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。

5. 中断服务程序

在启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数，跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的，真正的中断复服务程序需要我们在外部的 C 文件里面重新实现，这里只是提前占了一个位置而已。

1 NMI_Handler PROC ;系统异常

2 EXPORT NMI_Handler [WEAK]

3 B .

4 ENDP

5

18 LTDC_IRQHandler

19 LTDC_ER_IRQHandler

20 DMA2D_IRQHandler

21 B .

B：跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’，即表示无线循环。

6. 用户堆栈初始化

1 ALIGN

ALIGN：对指令或者数据存放的地址进行对齐，后面会跟一个立即数。缺省表示 4 字节对齐。

1 ;用户栈和堆初始化,由 C 库函数_main 来完成

2 IF :DEF:__MICROLIB ;这个宏在 KEIL 里面开启

3

4 EXPORT __initial_sp

5 EXPORT __heap_base

6 EXPORT __heap_limit

7

首先判断是否定义了__MICROLIB ，如果定义了这个宏则赋予标号__initial_sp（栈顶地址）、__heap_base（堆起始地址）、__heap_limit（堆结束地址）全局属性，可供外部文件调用。然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。

一、收获

1.栈溢出

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。