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启动代码详解

启动文件在stm32xx工程文件中都可以找到，如下图：

1. Stack 栈

Stack_Size EQU 0x00000400  AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3Stack_Mem SPACE   Stack_Size__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。

2. Heap 堆

Heap_Size EQU 0x00000200  AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 __heap_base

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 表示堆的起始地址，__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。

3. 向量表

 AREA    RESET, DATA, READONLYEXPORT __VectorsEXPORT  __Vectors_EndEXPORT __Vectors_Size

定义一个数据段，名字为 RESET，可读。并声明 __Vectors、__Vectors_End 和 __Vectors_Size 这三个标号具有全局属性，可供外部的文件调用。

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。

  __Vectors DCD __initial_sp ; 栈顶地址 DCD Reset_Handler ; 复位程序地址 DCD NMI_Handler DCD HardFault_Handler DCD MemManage_Handler DCD BusFault_Handler DCD UsageFault_Handler DCD 0 ; 0 表示保留 DCD 0 DCD 0 DCD 0 DCD SVC_Handler DCD DebugMon_Handler DCD 0 DCD PendSV_Handler DCD SysTick_Handler ; 外部中断开始 DCD WWDG_IRQHandler DCD PVD_IRQHandler DCD TAMPER_IRQHandler ; 限于篇幅，中间代码省略 DCD DMA2_Channel2_IRQHandler DCD DMA2_Channel3_IRQHandler DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler __Vectors_End __Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors

__Vectors 为向量表起始地址，__Vectors_End 为向量表结束地址，两个相减即可算出向量表大小。向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置，以 4 个字节为一个单位，地址 0 存放的是栈顶地址，0X04存放的是复位程序的地址，以此类推。从代码上看，向量表中存放的都是中断服务函数的函数名，可我们知道 C 语言中的函数名就是一个地址。

DCD：分配一个或者多个以字为单位的内存，以四字节对齐，并要求初始化这些内存。在向量表中，DCD 分配了一堆内存，并且以 ESR 的入口地址初始化它们。

4.复位程序

 AREA    |.text|, CODE, READONLY定义一个名称为.text 的代码段，可读。Reset_Handler PROCEXPORT Reset_Handler [WEAK]IMPORT SystemInitIMPORT __mainLDR R0, =SystemInitBLX R0LDR R0, =__mainBX R0ENDP

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。这里表示复位子程序可以由用户在其他文件重新实现，这里并不是唯一的。

IMPORT：表示该标号来自外部文件，跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。这里表示 SystemInit和 __main 这两个函数均来自外部的文件。

SystemInit() 是一个标准的库函数，在 system_stm32f103xe.c 这个库文件中定义。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，最终调用 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。如果我们在这里不调用 __main，那么程序最终就不会调用我们 C 文件里面的 main，如果是调皮的用户就可以修改主函数的名称，然后在这里面 IMPORT 你写的主函数名称即可。

 Reset_Handler PROCEXPORT Reset_Handler [WEAK]IMPORT SystemInitIMPORT user_mainLDR R0, =SystemInitBLX R0LDR R0, =user_mainBX R0ENDP

这个时候你在 C 文件里面写的主函数名称就不是 main 了，而是 user_main 了。

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。

如果我们在使用某个外设的时候，开启了某个中断，但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错，那当中断来临时，程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中，并且在这个空函数中无线循环，即程序就死在这里。

```cppNMI_Handler     PROC EXPORT  NMI_Handler [WEAK] B . ENDPHardFault_Handler\ PROC EXPORT  HardFault_Handler [WEAK] B . ENDPMemManage_Handler\ PROC EXPORT  MemManage_Handler [WEAK] B . ENDPBusFault_Handler\ PROC EXPORT  BusFault_Handler [WEAK] B . ENDPUsageFault_Handler\ PROC EXPORT  UsageFault_Handler [WEAK] B . ENDPSVC_Handler     PROC EXPORT  SVC_Handler [WEAK] B . ENDPDebugMon_Handler\ PROC EXPORT  DebugMon_Handler [WEAK] B . ENDPPendSV_Handler  PROC EXPORT  PendSV_Handler [WEAK] B . ENDPSysTick_Handler PROC EXPORT  SysTick_Handler [WEAK] B . ENDP Default_Handler PROC; 限于篇幅，中间代码省略  B .  ENDP

B：跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’，即表示无限循环。

6.用户堆栈初始化

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。

 IF : DEF :__MICROLIB ; 这个宏在 KEIL 里面开启EXPORT __initial_spEXPORT __heap_baseEXPORT __heap_limitELSEIMPORT __use_two_region_memory ; 这个函数由用户自己实现EXPORT __user_initial_stackheap__user_initial_stackheapLDR R0, = Heap_MemLDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)LDR R3, = Stack_MemBX LRALIGNENDIFEND

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。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置，具体见下图。然后堆栈的初始化就由 C 库函数 __main 来完成。