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【STM32】解读启动文件startup_stm32f10x_md.s

news 来源：原创 2025/9/15 5:28:43

栈空间

栈（Stack）：栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，用于存储函数调用时的局部变量、返回地址和寄存器的值。启动文件会定义栈的大小，并将栈指针初始化为栈顶地址。在函数调用时，栈指针会自动调整，以分配和释放内存空间。例如，当一个函数被调用时，返回地址和局部变量会被压入栈中；函数返回时，这些数据会从栈中弹出。

`Stack_Size EQU 0x00000400`

EQU 属于汇编伪指令，其功能是定义一个常量。在这里，Stack_Size 被定义为0x00000400，换算成十进制就是 1024。这意味着栈的大小为 1024 字节。

`AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3`

AREA 也是汇编伪指令，用于定义一个存储区域。
STACK 是该存储区域的名称，表明这个区域是用来作为栈空间的。
NOINIT 表示此区域无需进行初始化操作，也就是在程序启动时，不会对这个区域的内存赋初值。
READWRITE 说明这个区域是可读写的，程序能够对其进行读写操作。
ALIGN=3意味着该存储区域的起始地址要按照 2的3次方=8 字节对齐。地址对齐有助于提高内存访问的效率。

`Stack_Mem SPACE Stack_Size`

Stack_Mem 是这个栈空间的起始标签。
SPACE 同样是汇编伪指令，其作用是分配一定大小的内存空间。这里分配的空间大小由 Stack_Size 决定，也就是 1024 字节。

`__initial_sp`

__initial_sp 代表栈顶指针的初始值。因为栈是从高地址向低地址增长的，所以 __initial_sp 指向的是栈空间的末尾地址，也就是栈顶。

代码功能

这段代码的主要功能是定义一个大小为 1024 字节、起始地址按 8 字节对齐、可读写且无需初始化的栈空间，并且确定了栈顶指针的初始位置。在程序启动时，栈指针会被设置为 __initial_sp，后续函数调用、局部变量存储等操作都会使用这个栈空间。

堆空间

堆（Heap）：堆用于动态内存分配，例如使用malloc()和free()函数。启动文件会定义堆的大小和起始地址，为动态内存分配提供空间。堆的管理通常由操作系统或运行时库负责。

; <h> Heap Configuration
;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; </h>Heap_Size       EQU     0x00000200AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
__heap_limitPRESERVE8THUMB

1. `Heap_Size EQU 0x00000200`

EQU 是汇编伪指令，用于定义常量。这里将 Heap_Size 定义为 0x00000200，换算成十进制是 512。这表明堆的大小为 512 字节。

2. `AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3`

AREA 也是汇编伪指令，用于定义一个存储区域。
HEAP 是该存储区域的名称，意味着这个区域是用来作为堆空间的。
NOINIT 表示此区域无需进行初始化操作，即程序启动时，不会对该区域的内存赋初值。
READWRITE 说明这个区域是可读写的，程序能够对其进行读写操作。
ALIGN=3 表示该存储区域的起始地址要按照 2的3次方=8 字节对齐，地址对齐有助于提高内存访问效率。

3. `__heap_base`

__heap_base 是一个标签，代表堆空间的起始地址。

4. `Heap_Mem SPACE Heap_Size`

Heap_Mem 同样是一个标签，SPACE 是汇编伪指令，用于分配一定大小的内存空间。这里分配的空间大小由 Heap_Size 决定，即 512 字节。

5. `__heap_limit`

__heap_limit 是一个标签，代表堆空间的结束地址。

6. `PRESERVE8`

这是一个汇编指令，其作用是指示编译器保证代码中的数据和栈的对齐方式为 8 字节对齐。在某些架构中，保持 8 字节对齐能够提高内存访问的性能。

7. THUMB

此指令表明后续的代码会使用 Thumb 指令集进行编译。Thumb 指令集是 ARM 指令集的一种精简版本，它具有更高的代码密度，能够节省存储空间。

代码整体功能

这段代码的主要功能是定义一个大小为 512 字节、起始地址按 8 字节对齐、可读写且无需初始化的堆空间，同时标记出堆空间的起始地址和结束地址。在程序运行过程中，动态内存分配函数（如 malloc、calloc 等）会使用这个堆空间来分配内存。

初始化向量表

向量表的作用：向量表是一个固定地址的数组，存储着各个异常和中断处理函数的入口地址。当异常或中断发生时，处理器会根据异常或中断号从向量表中获取相应的处理函数地址，并跳转到该地址执行。
异常和中断处理：启动文件会将向量表初始化为默认的异常和中断处理函数地址。这些处理函数包括复位处理函数、非屏蔽中断（NMI）处理函数、硬故障处理函数等。用户可以根据需要修改这些处理函数的地址，以实现自定义的异常和中断处理逻辑。

; Vector Table Mapped to Address 0 at ResetAREA    RESET, DATA, READONLYEXPORT  __VectorsEXPORT  __Vectors_EndEXPORT  __Vectors_Size__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of StackDCD     Reset_Handler              ; Reset HandlerDCD     NMI_Handler                ; NMI HandlerDCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler; 其他中断向量...

复位处理函数：Reset_Handler是复位后执行的第一个函数，它会完成一些必要的初始化工作，然后跳转到主程序。

中断向量表结束标记

__Vectors_End__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors

向量表结束标记：__Vectors_End表示向量表的结束地址。
向量表大小：__Vectors_Size计算向量表的大小，用于后续的一些初始化操作。

复位处理函数

; Reset handler
Reset_Handler    PROCEXPORT  Reset_Handler             [WEAK]IMPORT  __mainIMPORT  SystemInitLDR     R0, =SystemInitBLX     R0LDR     R0, =__mainBX      R0ENDP

系统初始化

硬件初始化：启动文件通常会调用一个系统初始化函数，如SystemInit()，该函数会对芯片的硬件资源进行初始化，包括时钟系统、总线配置、外设等。例如，配置系统时钟源、设置时钟频率、使能外设时钟等。这些初始化操作确保芯片以正确的时钟频率和工作模式运行。
全局变量初始化：启动文件会将全局变量和静态变量初始化为其初始值。对于已初始化的全局变量，启动文件会将其从只读存储器（ROM）复制到随机存取存储器（RAM）中；对于未初始化的全局变量，启动文件会将其所在的 RAM 区域清零。
跳转到主程序：调用__main函数，__main是 C/C++ 程序的入口点，它会完成全局变量的初始化、调用main()函数等操作。程序的主要逻辑通常从这里开始执行。

中断处理函数

; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)NMI_Handler     PROCEXPORT  NMI_Handler                [WEAK]B       .ENDP
HardFault_Handler\PROCEXPORT  HardFault_Handler          [WEAK]B       .ENDP
; 其他中断处理函数...

默认处理函数：这些是默认的中断处理函数，当相应的异常或中断发生时，如果用户没有提供自定义的处理函数，就会执行这些默认函数。默认函数通常是一个无限循环B .，表示程序会一直停在这里，等待用户进一步处理。

栈空间

Stack_Size EQU 0x00000400

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem SPACE Stack_Size

__initial_sp