STM32之启动文件详细解析(V3.5.0)讲解
STM32启动文件详解
STM32启动文件详解(2012-07-28 11:22:34)转载▼分类：STM32标签：stm32启动在<<STM32不完全手册里面>>，用的是STM32F103RBT6，所有的例程都采用了一个叫STM32F10x.s的启动文件，里面定义了STM32的堆栈大小以及各种中断的名字及入口函数名称，还有启动相关的汇编代码。
STM32F10x.s是MDK提供的启动代码，从其里面的内容看来，它只定义了3个串口，4个定时器。
实际上STM32的系列产品有5个串口的型号，也只有有2个串口的型号，定时器也是，做多的有8个定时器。
比如，如果你用的STM32F103ZET6，而启动文件用的是STM32F10x.s的话，你可以正常使用串口1~3的中断，而串口4和5的中断，则无**常使用。
又比如，你TIM1~4的中断可以正常使用，而5~8的，则无法使用。
而在固件库里出现3个文件startup_stm32f10x_ld.sstartup_stm32f10x_md.sstartup_stm32f10x_hd.s其中，ld.s适用于小容量产品；md.s适用于中等容量产品；hd适用于大容量产品；这里的容量是指FLASH的大小.判断方法如下：小容量：FLASH≤32K中容量：64K≤FLASH≤128K大容量：256K≤FLASH;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ******************** ;* File Name : startup_stm32f10x_hd.s;* Author : MCD Application Team;* Version : V3.5.0;* Date : 11-March-2011;* Description : STM32F10x High Density Devices vector table for MDK-ARM;* toolchain.;* This module performs:;* - Set the initial SP;* - Set the initial PC == Reset_Handler;* - Set the vector table entries with the exceptions ISR address;* - Configure the clock system and also configure the external;* SRAM mounted on STM3210E-EVAL board to be used as data;* memory (optional, to be enabled by user);* - Branches to __main in the C library (which eventually;* calls main()).;* After Reset the CortexM3 processor is in Thread mode,;* priority is Privileged, and the Stack is set to Main.;* 说明: 此文件为STM32F10x高密度设备的MDK工具链的启动文件;* 该模块执行以下操作:;* -设置初始堆栈指针（SP）;* -设置初始程序计数器（PC）为复位向量，并在执行main函数前初始化系统时钟;* -设置向量表入口为异常事件的入口地址;* -复位之后处理器为线程模式，优先级为特权级，堆栈设置为MSP主堆栈;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>; 首先对栈和堆的大小进行定义，并在代码区的起始处建立中断向量表，其第一个表项是栈; 顶地址，第二个表项是复位中断服务入口地址。
stm32的启动分析
STM32的启动分析一、STM32的复位序列当STM32产生复位后，做的第一件事就是读取下列两个32位整数的值：1、从地址0x0000,0000处取出MSP（主堆栈指针）的初始值放入MSP寄存器中；2、从地址0x0000,0004处取出复位向量放入PC寄存器中，然后从PC中存取的地址出取指并开始执行。
图1：复位序列请注意，这与传统的ARM架构以及其他的单片机完全不同，他们复位后一般是从0x0000，0000地址处取出第一条指令并执行，而一般0x0000,0000都是一条跳转指令。
而在STM32中，在0地址处提供的是MSP的初始值，然后紧跟着就是向量表（上电复位时向量表是被默认放在0x04地址处，但是通过修改向量表偏移量寄存器（VTOR）可以将其定义在其他位置）。
另外，向量表中的数值是32位的地址，而不是跳转指令，系统会自动将该数值存入PC寄存器中后从该32为地址指向的地址出开始执行，这有点像指针的指针。
图2：初始化MSP及PC的初始化的一个范例因为SMT32使用的是向下生长的满栈，所以MSP初始值必须是堆栈内存的末地址加1。
举例来说，如果你的堆栈区域在0x20007C00-0x20007FFF之间，那么MSP的初始值就必须是0x20008000。
向量表跟随在MSP的初始化之后——也就是第2个标目。
要注意因为STM32是在Thumb 态下执行，所以向量表中每个数值必须把LSB(最低权重位)置1.正是因为这个原因，图2中就是用0x101来表示0x100.当0x100处的指令得到执行后，就正是开始了程序的执行。
在这之前MSP是必须的，因为可能第1条指令还没来得及执行，就发生了NMI（不可屏蔽中断）或者其他的Fault，MSP初始化好后就已经为他们的服务例程准备好了堆栈。
二、STM32的3种启动模式在STM32中，可以通过BOOT[1：0]引脚选择三种不同的启动模式，如表1：表1：STM32的三种启动模式根据选定的启动模式，主闪存存储器、系统存储器或SRAM可以按照以下方式访问：1、从主闪存存储器启动：主闪存存储器被映射到启动空间（0x0000,0000），但仍然能够在原有的地址(0x8000,0000)访问它，即闪存存储器的内容可以在两个地址区域访问，0x0000,0000或者0x8000,0000.2、1、从系统存储器启动：系统存储器被映射到启动空间（0x0000,0000），但仍然能够在原有的地址(0x1FFF,F000)访问它。
stm32启动文件详解及SystemInit函数分析
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
; External Interrupts
DCD WWDG_IRQHandler ; Window Watchdog
DCD PVD_IRQHandler ; PVD through EXTI Line detect
DCD TAMPER_IRQHandler ; Tamper
DCD RTC_IRQHandler ; RTC
DCD FLASH_IRQHandler ; Flash
;__main函数由编译器生成，负责初始化栈、堆等，并在最后跳转到用户自定义的main()函数，来到C的世界。
Stack_Size EQU 0x00000400 ;//定义堆栈大小
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;//定义一个数据段 按8字节对齐 ;AREA 伪指令用于定义一个代码段或数据段 NOINIT：指定此数据段仅仅保留了内存单元，而没有将各初始值写入内存单元，或者将各个内存单元值初始化为0
;链接器检查要求堆栈八字节对齐的任何代码是否仅由保持堆栈八字节对齐的代码直接或间接地调用。
PRESERVE8 ;//指示编译器8字节对齐
Байду номын сангаас THUMB ;//指示编译器以后的指令为THUMB指令
;中断向量表定义
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
;中断函数仅仅实现了Reset_Handler,其他要么是死循环，要么仅仅定义了函数名称
;STM32被设置为从内部FLASH启动时（这也是最常见的一种情况），当STM32遇到复位信号后，
system_stm32f10x.c文件解读（V3.5.0版本）
system_stm32f10x.c⽂件解读（V3.5.0版本）startup_stm32f10x_hd.s⽂件中，调⽤了⼀个叫SystemInit的函数，该函数其实在system_stm32f10x.c中定义，旨在初始化系统时钟、初始化外部SRAM、设置中断向量表地址。
void SystemInit (void){/* 使能内部⾼速时钟 */RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001;#ifndef STM32F10X_CLRCC->CFGR &= (uint32_t)0xF8FF0000;#elseRCC->CFGR &= (uint32_t)0xF0FF0000;#endif/* 禁⽤PLL、禁⽤始时钟检测、禁⽤外部⾼速时钟 */RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;/* 外部1-25M振荡器未被绕过 */RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;/* USB预分频器PLL未分频、PLL倍频2、HSE未被分频、HSI/2作为PLL频率 */RCC->CFGR &= (uint32_t)0xFF80FFFF;/* 禁⽤时钟中断寄存器 */#ifdef STM32F10X_CLRCC->CR &= (uint32_t)0xEBFFFFFF;RCC->CIR = 0x00FF0000;RCC->CFGR2 = 0x00000000;#elif defined (STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)RCC->CIR = 0x009F0000;/* Reset CFGR2 register */RCC->CFGR2 = 0x00000000;#elseRCC->CIR = 0x009F0000;#endif /* STM32F10X_CL *//* 设置外部SRAM */#if defined (STM32F10X_HD) || (defined STM32F10X_XL) || (defined STM32F10X_HD_VL)#ifdef DATA_IN_ExtSRAMSystemInit_ExtMemCtl();#endif /* DATA_IN_ExtSRAM */#endif/* 配置系统时钟 */SetSysClock();/*中断向量偏移地址设置 */#ifdef VECT_TAB_SRAMSCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM. */#elseSCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */#endif}由源代码注释的第2条可以得知，单⽚机⼀上电或复位，以8M的HSI运⾏，之后执⾏函数SystemInit ()，此函数的功能主要是复位与时钟相关的寄存器，并执⾏SetSysClock（）。
STM32启动文件startup_stm32f10x_hd.s解析
;* 文件名: startup_stm32f10x_hd.s;* 库版本: V3.5.0;* 说明: 此文件为STM32F10x高密度设备的MDK工具链的启动文件;* 该模块执行以下操作:;* -设置初始堆栈指针（SP）;* -设置初始程序计数器（PC）为复位向量，并在执行main函数前初始化系统时钟;* -设置向量表入口为异常事件的入口地址;* -复位之后处理器为线程模式，优先级为特权级，堆栈设置为MSP主堆栈;*Stack_Size EQU 0x00000200 ;定义堆栈的大小;AREA 命令指示汇编器汇编一个新的代码段或数据段。
;段是独立的、指定的、不可见的代码或数据块，它们由链接器处理.;段是独立的、命名的、不可分割的代码或数据序列。
一个代码段是生成一个应用程序的最低要求;默认情况下，ELF 段在四字节边界上对齐。
expression 可以拥有0 到31 的任何整数。
;段在2expression 字节边界上对齐AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;堆栈段，未初始化，允许读写，8字节边界对齐; 说明: Cortex-M3的指令地址要求是字边界对齐（4字节）；但是代码段是8字节边界对齐的Stack_Mem SPACE Stack_Size ;分配堆栈空间，把首地址赋给Stack_Mem __initial_sp ;初始化堆栈指针，指向堆栈顶.; 此处有个一个问题讨论，关于栈顶在RAM中所处位置问题，很多初学者一直以为是编译器特意放在HEAP段之后是有意为之，并且认为这样可以利用heap 未分配空间来防止未知的栈溢出问题; 这种理解是错误的，链接器并不会为栈的位置做特殊的处理，而且这样做也并不会利用heap段，在此文件的最后对堆栈的初始化代码中可以看出他们是两个互相独立的数据区。
此处出现的现; 象是因为MDK按数据段的字母顺序链接数据段的地址的，所以此处造成了堆的地址在栈的前面的假象，不要窃以为是有某种特殊的约定。
STM32固件库V3.5.0的CMSIS文件解析
STM32固件库V3.5.0的CMSIS文件解析1.首先选择启动文件：根据自己所用芯片的型号，选择正确的启动文件。
例如选择STM32F107系列的处理器，我们就选择startup_stm32f10x_hd.s。
在这个文件里首先要定义自己堆栈的大小，根据自己的需要确定。
文件中已经定义好了中断向量的位置及堆栈的初始化操作。
/* Reset handler*/Reset_Handler PROCEXPORT Reset_Handler [WEAK]IMPORT __mainIMPORT SystemInitLDR R0, =SystemInitBLX R0LDR R0, =__mainBX R0ENDP通过上面的代码可以看到先执行SystemInit()函数在进入main()函数。
SystemInit()函数在文件system_stm32f10x.c中有定义。
2.stm32f10x.h：这个头文件包含了STM32的大部份定义：①定义了芯片的类型，例如：#define STM32F10X_CL②定义是否包含标准外设库，#defined USE_STDPERIPH_DRIVER③定义外部振荡器频率，#defined HSE_V ALUE上面的三个定义，最好在编译器选项中定义好，这样就不用修改stm32f10x.h文件，最好不要修改这个文件。
④采用枚举的方式定义中断号。
⑤包含core_cm3.h，system_stm32f10x.h。
#include "core_cm3.h"#include "system_stm32f10x.h"#include <stdint.h>⑥定义数据类型，例如：typedef uint32_t u32此外还定义了FlagStatus，ITStatus及ErrorStatus等。
⑦定义外设结构体，地址及用到的常量。
⑧包含stm32f10x_conf.h来配置外设。
STM32 3.5库文件中文说明
STM32库文件1.1.1 STM32标准外设库概述STM32标准外设库之前的版本也称固件函数库或简称固件库，是一个固件函数包，它由程序、数据结构和宏组成，包括了微控制器所有外设的性能特征。
该函数库还包括每一个外设的驱动描述和应用实例，为开发者访问底层硬件提供了一个中间API，通过使用固件函数库，无需深入掌握底层硬件细节，开发者就可以轻松应用每一个外设。
因此，使用固态函数库可以大大减少用户的程序编写时间，进而降低开发成本。
每个外设驱动都由一组函数组成，这组函数覆盖了该外设所有功能。
每个器件的开发都由一个通用API (application programming interface 应用编程界面)驱动，API对该驱动程序的结构，函数和参数名称都进行了标准化。
ST公司2007年10月发布了V1.0版本的固件库，MDK ARM3.22之前的版本均支持该库。
2008年6月发布了V2.0版的固件库，从2008年9月推出的MDK ARM3.23版本至今均使用V2.0版本的固件库。
V3.0以后的版本相对之前的版本改动较大，本书使用目前较新的V3.4版本。
1.1.2 使用标准外设库开发的优势简单的说，使用标准外设库进行开发最大的优势就在于可以使开发者不用深入了解底层硬件细节就可以灵活规范的使用每一个外设。
标准外设库覆盖了从GPIO到定时器，再到CAN、I2C、SPI、UART和ADC等等的所有标准外设。
对应的C源代码只是用了最基本的C编程的知识，所有代码经过严格测试，易于理解和使用，并且配有完整的文档，非常方便进行二次开发和应用。
1.1.3 STM32F10XXX标准外设库结构与文件描述1. 标准外设库的文件结构在上一小节中已经介绍了使用标准外设库的开发的优势，因此对标准外设库的熟悉程度直接影响到程序的编写，下面让我们来认识一下STM32F10XXX的标准外设库。
STM32F10XXX的标准外设库经历众多的更新目前已经更新到最新的3.5版本，开发环境中自带的标准外设库为2.0.3版本，本书中以比较稳定而且较新的V3.4版本为基础介绍标准外设库的结构。
STM32之启动文件详解
STM32 之启动文件详解在嵌入式应用程序开发过程里，由于使用C 语言编程，基本很少涉及到机器底层寄存器的执行过程，一般都会直接在main 函数里开始写代码，似乎main 成为了理所当然的起点,尽管从C 程序的角度来看程序都是直接从main 函数开始执行。
然而，MCU 上电后，是如何寻找到并执行main 函数这一问题却很自然的被忽略了!事实上微控制器是无法从硬件上去定位main 函数的入口地址，因为使用C 语言作为开发语言后，变量/函数的地址便由编译器在编译时自行分配，因此main 函数的入口地址在编译后便不一定是一个绝对地址。
MCU 上电后又是如何寻找到这个入口地址呢?以前接触无论是PIC、AVR、MSP430 或是51 过程中都没涉及到启动文件的配置，仅仅只有熔丝位或配置字是需要根据实际使用配置来设置，其实并非没有，而是由于大部分的开发环境往往自动完整地提供了这个启动文件，不需要开发人员再行干预启动过程，只需要从main 函数开始进行应用程序的设计即可。
然而，但接触到嵌入内核比如Linux 系统移植过程bootloader 却是很重要也是必不可少的一个环节。
事实上，每一种微控制器，无论性能高下，结构简繁，价格贵贱都是必须有启动文件才能正常工作的，它的作用同bootloader 类似。
启动文件完成了微控制器从复位到开始执行main 函数中间这段时间的必要启动配置。
在STM32 中，如果是在MDK 下创建一个工程，一般都有提示是否加入Star up Code 文件，这个就是启动文件，这里有个误区，一般对于初学者来看，很容易误以为STM32F10x.s 这个启动文件是STM32 所有类型芯片的通用启动文件，因此也自然不会去理会它的作用，事实上，这个启动文件只是。
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在<<STM32不完全手册里面>>，用的是STM32F103RBT6，所有的例程都采用了一个叫STM32F10x.s的启动文件，里面定义了STM32的堆栈大小以及各种中断的名字及入口函数名称，还有启动相关的汇编代码。
STM32F10x.s是MDK提供的启动代码，从其里面的内容看来，它只定义了3个串口，4个定时器。
实际上STM32的系列产品有5个串口的型号，也只有有2个串口的型号，定时器也是，做多的有8个定时器。
比如，如果你用的STM32F103ZET6，而启动文件用的是STM32F10x.s的话，你可以正常使用串口1~3的中断，而串口4和5的中断，则无**常使用。
又比如，你TIM1~4的中断可以正常使用，而5~8的，则无法使用。
而在固件库里出现3个文件startup_stm32f10x_ld.sstartup_stm32f10x_md.sstartup_stm32f10x_hd.s其中，ld.s适用于小容量产品；md.s适用于中等容量产品；hd适用于大容量产品；这里的容量是指FLASH的大小.判断方法如下：小容量：FLASH≤32K中容量：64K≤FLASH≤128K大容量：256K≤FLASH;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ********************;* File Name : startup_stm32f10x_hd.s;* Author : MCD Application Team;* Version : V3.5.0;* Date : 11-March-2011;* Description : STM32F10x High Density Devices vector table for MDK-ARM;* toolchain.;* This module performs:;* - Set the initial SP;* - Set the initial PC == Reset_Handler;* - Set the vector table entries with the exceptions ISR address;* - Configure the clock system and also configure the external;* SRAM mounted on STM3210E-EVAL board to be used as data;* memory (optional, to be enabled by user);* - Branches to __main in the C library (which eventually;* calls main()).;* After Reset the CortexM3 processor is in Thread mode,;* priority is Privileged, and the Stack is set to Main.;* 说明: 此文件为STM32F10x高密度设备的MDK工具链的启动文件;* 该模块执行以下操作:;* -设置初始堆栈指针（SP）;* -设置初始程序计数器（PC）为复位向量，并在执行main函数前初始化系统时钟;* -设置向量表入口为异常事件的入口地址;* -复位之后处理器为线程模式，优先级为特权级，堆栈设置为MSP主堆栈;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>; 首先对栈和堆的大小进行定义，并在代码区的起始处建立中断向量表，其第一个表项是栈; 顶地址，第二个表项是复位中断服务入口地址。
然后在复位中断服务程序中跳转??C/C++标; 准实时库的__main函数。
假设STM32被设置为从内部FLASH启动中断向量表起始地位为0x8000000，; 则栈顶地址存放于0x8000000处，而复位中断服务入口地址存放于0x8000004处。
当STM32遇; 到复位信号后，则从0x80000004处取出复位中断服务入口地址继而执行复位中断服务程序，; 然后跳转__main函数，最后来到C的世界。
; DCD指令：作用是开辟一段空间，其意义等价于C语言中的地址符“&”。
开始建立的中断向量; 表则类似于使用C语.其每一个成员都是一个函数指针，分别指向各个中断服务函数;伪指令AREA，表示开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈，段名是STACK，可读可写。
;NOINIT：指定此数据段仅仅保留了内存单元，而没有将各初始值写入内存单元，或者将各个内存单元值初始化为0;*******************************************************************************; THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS; WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE TIME.; AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT,; INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM THE ; CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE CODING; INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS.;*******************************************************************************; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack; Tailor this value to your application needs; <h> Stack Configuration; <o> Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>; </h>Stack_Size EQU 0x00000400 ;定义栈大小1024BAREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3;###AREA 命令指示汇编器汇编一个新的代码段或数据段。
;段是独立的、指定的、不可见的代码或数据块，它们由链接器处理.;段是独立的、命名的、不可分割的代码或数据序列。
一个代码段是生成一个应用程序的最低要求;默认情况下，ELF 段在四字节边界上对齐。
expression 可以拥有0 到31 的任何整数。
;段在2expression 字节边界上对齐Stack_Mem SPACE Stack_Size ;### ;分配连续Stack_Size 字节的存储单元并初始化为0。
;堆栈段，未初始化，允许读写，8字节边界对齐;说明: Cortex-M3的指令地址要求是字边界对齐（4字节）；但是代码段是8字节边界对齐的__initial_sp ;###初始化堆栈指,标号__initial_sp表示指向堆栈顶.; ###此处有个一个问题讨论，关于栈顶在RAM中所处位置问题，很多初学者一直以为是编译器特意放在HEAP段之后是有意为之，并且认为这样可以利用heap未分配空间来防止未知的栈溢出问题; 这种理解是错误的，链接器并不会为栈的位置做特殊的处理，而且这样做也并不会利用heap段，在此文件的最后对堆栈的初始化代码中可以看出他们是两个互相独立的数据区。
此处出现的现; 象是因为MDK按数据段的字母顺序链接数据段的地址的，所以此处造成了堆的地址在栈的前面的假象，不要窃以为是有某种特殊的约定。
; <h> Heap Configuration; <o> Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>; </h>Heap_Size EQU 0x00000200 ;定义堆的大小AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;堆段,malloc用的地方，不一定连续空间，未初始化,允许读写,堆数据段8字节边界对齐__heap_base ;表示堆空间起始地址Heap_Mem SPACE Heap_Size ;分配堆空间__heap_limit ;表示堆空间结束地址与__heap_base配合限制堆的大小PRESERVE8 ;命令指定当前文件保持栈的八字节对齐THUMB ;指令集，THUMB 必须位于使用新语法的任何Thumb代码之前; EXPORT 命令声明一个符号，可由链接器用于解释各个目标和库文件中的符号引用，相当于声明了一个全局变量。
GLOBAL 于EXPORT相同。
; 以下为向量表，在复位时被映射到FLASH的0地址; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset;实际上是在CODE区（假设STM32从FLASH启动，则此中断向量表起始地址即为0x8000000）AREA RESET, DATA, READONLY ;定义一块数据段，只可读，段名字是RESET,复位段,只包含数据，只读EXPORT __Vectors ;标号输出，中断向量表开始;EXPORT在程序中声明一个全局的标号__Vectors，该标号可在其他的文件中引用EXPORT __Vectors_End ;在程序中声明一个全局标号__Vectors_EndEXPORT __Vectors_Size ;在程序中声明一个全局号__Vectors_Size，中断向量表大小; DCD 命令分配一个或多个字的存储器，在四个字节的边界上对齐，并定义存储器的运行时初值。
__Vectors ;建立中断表DCD __initial_sp ; Top of Stack 栈顶指针，被放在向量表的开始，FLASH的0地址，复位后首先装载栈顶指针DCD Reset_Handler ; Reset Handler 复位异常，装载完栈顶后，第一个执行的，并且不返回。