MCU在运行到main()之前都干了什么

发表于 2016-1-11 20:02

很多ARM工程师想当然的以为，自己开发的应用程序，用AK100Pro仿真器下载进入调试，MCU的PC指针必定停留在main()函数的入口。但实际上，在运行到main()前，MCU还做了很多事情。这里以一个LPC1700的Keil工程为例说明。

　　MCU上电复位后，通常会从一个固定的地址开始启动，比如ARM7复位后的入口地址为0x00000000；或者类似Cortex-M内核从中断向量表中取出入口地址，中断向量表的地址必须是固定的。

　　LPC1700为Cortex-M3内核，所以启动时会从中断向量表（地址0x00000000）处取出入口地址和堆栈指针，分别加载到PC和SP中。

　　入口地址处通常放的是芯片相关的启动代码。这部分代码要完成很多芯片初始化的动作，由于与特定型号芯片相关，所以不能随随便便地就用到别的型号芯片上。通常我们会使用官方提供的例程，然后以此为基础进行必要的修改。以下是LPC1700的初始化代码，所有硬件相关的初始化操作放在了SystemInit()函数中。

　　SystemInit()完成的功能可以有：设置看门狗、外部存储器接口、内核时钟等等。当然，这些代码有些是可以放到后面的main()函数中完成，但有些则必须放在运行到__main之前完成。

　　芯片初始化完成后，接下来是执行C运行环境的初始化。C环境的初始化主要包含两点：

　　按照分散加载文件的配置，将相应的数据段和代码段拷贝到相关位置，将ZI段清零。通过这个功能可以将C代码中未指定初始化值的全局变量和静态变量对应的内存清零，然后将指定初始化的全局变量和静态变量对应的内存初始化。另外，如果有通过分散加载文件设置代码存储在Flash中，然后自动搬运到RAM中运行（该功能将在后续**中细讲），也会在该阶段完成这个自动搬运工作。

　　之后是初始化C库，完成后才跳转到main()。

　　以下是LPC1700工程的一段初始化代码，不同的工程配置，反汇编出来的结果略有不同。　所以说，在main()运行前，MCU其实已经做了很多工作了。如果程序下载没有出现问题，但是就是跑不到main()，有可能不是仿真器的问题。是否会是main()之前的初始化操作异常？

发表于 2016-1-11 20:13

MCU会做一些初始化的工作，然后才转到main。

发表于 2016-1-11 20:14

一般这些初始化操作在一个叫.s的文件里写这。.s是start的意思。

发表于 2016-1-11 20:24

捉虫天师发表于 2016-1-11 20:14
一般这些初始化操作在一个叫.s的文件里写这。.s是start的意思。

多读点书再来回帖

发表于 2016-1-11 20:44

john_lee 发表于 2016-1-11 20:24
多读点书再来回帖

startup_stm32f10x_md.s
我觉得我没说错啊，？哪儿错了，如上文件。

复制

;******************** (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics ********************

;* File Name          : startup_stm32f10x_md.s

;* Author             : MCD Application Team

;* Version            : V3.5.0

;* Date               : 11-March-2011

;* Description        : STM32F10x Medium 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

;*                      - 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.

;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   

;*******************************************************************************

; 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



                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem       SPACE   Stack_Size

__initial_sp





; <h> Heap Configuration

;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

; </h>



Heap_Size       EQU     0x00000200



                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem        SPACE   Heap_Size

__heap_limit



                PRESERVE8

                THUMB





; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

                AREA    RESET, DATA, READONLY

                EXPORT  __Vectors

                EXPORT  __Vectors_End

                EXPORT  __Vectors_Size



__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack

                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler

                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler

                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler

                DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler

                DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler

                DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler

                DCD     0                          ; Reserved

                DCD     0                          ; Reserved

                DCD     0                          ; Reserved

                DCD     0                          ; Reserved

                DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler

                DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler

                DCD     0                          ; Reserved

                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler

                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

                DCD     RCC_IRQHandler             ; RCC

                DCD     EXTI0_IRQHandler           ; EXTI Line 0

                DCD     EXTI1_IRQHandler           ; EXTI Line 1

                DCD     EXTI2_IRQHandler           ; EXTI Line 2

                DCD     EXTI3_IRQHandler           ; EXTI Line 3

                DCD     EXTI4_IRQHandler           ; EXTI Line 4

                DCD     DMA1_Channel1_IRQHandler   ; DMA1 Channel 1

                DCD     DMA1_Channel2_IRQHandler   ; DMA1 Channel 2

                DCD     DMA1_Channel3_IRQHandler   ; DMA1 Channel 3

                DCD     DMA1_Channel4_IRQHandler   ; DMA1 Channel 4

                DCD     DMA1_Channel5_IRQHandler   ; DMA1 Channel 5

                DCD     DMA1_Channel6_IRQHandler   ; DMA1 Channel 6

                DCD     DMA1_Channel7_IRQHandler   ; DMA1 Channel 7

                DCD     ADC1_2_IRQHandler          ; ADC1_2

                DCD     USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler  ; USB High Priority or CAN1 TX

                DCD     USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler ; USB Low  Priority or CAN1 RX0

                DCD     CAN1_RX1_IRQHandler        ; CAN1 RX1

                DCD     CAN1_SCE_IRQHandler        ; CAN1 SCE

                DCD     EXTI9_5_IRQHandler         ; EXTI Line 9..5

                DCD     TIM1_BRK_IRQHandler        ; TIM1 Break

                DCD     TIM1_UP_IRQHandler         ; TIM1 Update

                DCD     TIM1_TRG_COM_IRQHandler    ; TIM1 Trigger and Commutation

                DCD     TIM1_CC_IRQHandler         ; TIM1 Capture Compare

                DCD     TIM2_IRQHandler            ; TIM2

                DCD     TIM3_IRQHandler            ; TIM3

                DCD     TIM4_IRQHandler            ; TIM4

                DCD     I2C1_EV_IRQHandler         ; I2C1 Event

                DCD     I2C1_ER_IRQHandler         ; I2C1 Error

                DCD     I2C2_EV_IRQHandler         ; I2C2 Event

                DCD     I2C2_ER_IRQHandler         ; I2C2 Error

                DCD     SPI1_IRQHandler            ; SPI1

                DCD     SPI2_IRQHandler            ; SPI2

                DCD     USART1_IRQHandler          ; USART1

                DCD     USART2_IRQHandler          ; USART2

                DCD     USART3_IRQHandler          ; USART3

                DCD     EXTI15_10_IRQHandler       ; EXTI Line 15..10

                DCD     RTCAlarm_IRQHandler        ; RTC Alarm through EXTI Line

                DCD     USBWakeUp_IRQHandler       ; USB Wakeup from suspend

__Vectors_End



__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors



                AREA    |.text|, CODE, READONLY



; Reset handler

Reset_Handler    PROC

                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]

     IMPORT  __main

     IMPORT  SystemInit

                 LDR     R0, =SystemInit

                 BLX     R0

                 LDR     R0, =__main

                 BX      R0

                 ENDP



; 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       .

                ENDP

MemManage_Handler\

                PROC

                EXPORT  MemManage_Handler          [WEAK]

                B       .

                ENDP

BusFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  BusFault_Handler           [WEAK]

                B       .

                ENDP

UsageFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  UsageFault_Handler         [WEAK]

                B       .

                ENDP

SVC_Handler     PROC

                EXPORT  SVC_Handler                [WEAK]

                B       .

                ENDP

DebugMon_Handler\

                PROC

                EXPORT  DebugMon_Handler           [WEAK]

                B       .

                ENDP

PendSV_Handler  PROC

                EXPORT  PendSV_Handler             [WEAK]

                B       .

                ENDP

SysTick_Handler PROC

                EXPORT  SysTick_Handler            [WEAK]

                B       .

                ENDP



Default_Handler PROC



                EXPORT  WWDG_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  PVD_IRQHandler             [WEAK]

                EXPORT  TAMPER_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  RTC_IRQHandler             [WEAK]

                EXPORT  FLASH_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  RCC_IRQHandler             [WEAK]

                EXPORT  EXTI0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  EXTI1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  EXTI2_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  EXTI3_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  EXTI4_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel1_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel2_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel3_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel4_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel5_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel6_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel7_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  ADC1_2_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler  [WEAK]

                EXPORT  USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler [WEAK]

                EXPORT  CAN1_RX1_IRQHandler        [WEAK]

                EXPORT  CAN1_SCE_IRQHandler        [WEAK]

                EXPORT  EXTI9_5_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIM1_BRK_IRQHandler        [WEAK]

                EXPORT  TIM1_UP_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIM1_TRG_COM_IRQHandler    [WEAK]

                EXPORT  TIM1_CC_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIM2_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIM3_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIM4_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  I2C1_EV_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  I2C1_ER_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  I2C2_EV_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  I2C2_ER_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  SPI1_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  SPI2_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  USART1_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  USART2_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  USART3_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  EXTI15_10_IRQHandler       [WEAK]

                EXPORT  RTCAlarm_IRQHandler        [WEAK]

                EXPORT  USBWakeUp_IRQHandler       [WEAK]



WWDG_IRQHandler

PVD_IRQHandler

TAMPER_IRQHandler

RTC_IRQHandler

FLASH_IRQHandler

RCC_IRQHandler

EXTI0_IRQHandler

EXTI1_IRQHandler

EXTI2_IRQHandler

EXTI3_IRQHandler

EXTI4_IRQHandler

DMA1_Channel1_IRQHandler

DMA1_Channel2_IRQHandler

DMA1_Channel3_IRQHandler

DMA1_Channel4_IRQHandler

DMA1_Channel5_IRQHandler

DMA1_Channel6_IRQHandler

DMA1_Channel7_IRQHandler

ADC1_2_IRQHandler

USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler

USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler

CAN1_RX1_IRQHandler

CAN1_SCE_IRQHandler

EXTI9_5_IRQHandler

TIM1_BRK_IRQHandler

TIM1_UP_IRQHandler

TIM1_TRG_COM_IRQHandler

TIM1_CC_IRQHandler

TIM2_IRQHandler

TIM3_IRQHandler

TIM4_IRQHandler

I2C1_EV_IRQHandler

I2C1_ER_IRQHandler

I2C2_EV_IRQHandler

I2C2_ER_IRQHandler

SPI1_IRQHandler

SPI2_IRQHandler

USART1_IRQHandler

USART2_IRQHandler

USART3_IRQHandler

EXTI15_10_IRQHandler

RTCAlarm_IRQHandler

USBWakeUp_IRQHandler



                B       .



                ENDP



                ALIGN



;*******************************************************************************

; User Stack and Heap initialization

;*******************************************************************************

                 IF      :DEF:__MICROLIB           

                

                 EXPORT  __initial_sp

                 EXPORT  __heap_base

                 EXPORT  __heap_limit

                

                 ELSE

                

                 IMPORT  __use_two_region_memory

                 EXPORT  __user_initial_stackheap

                 

__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



;******************* (C) COPYRIGHT 2011 STMicroelectronics *****END OF FILE*****

发表于 2016-1-11 20:46

john_lee 发表于 2016-1-11 20:24
多读点书再来回帖

(which eventually
;* calls main()

最终调用main()
请版主说说，哪儿错了。

发表于 2016-1-11 21:00

john_lee 发表于 2016-1-11 20:24
多读点书再来回帖

starup.s ，即时启动代码
它是芯片复位进入C语言main函数以前执行的一段初始化程序，主要是为芯片运行提供基本的运行环境，如初始化存储系统、寄存器、PLL和内存重映射，处理异常等

发表于 2016-1-11 22:40

捉虫天师发表于 2016-1-11 20:14
一般这些初始化操作在一个叫.s的文件里写这。.s是start的意思。

.s 是 start 的意思？

发表于 2016-1-12 01:12

基本上算是吧

发表于 2016-1-12 08:52

学习了..

发表于 2016-1-12 09:12

john_lee 发表于 2016-1-11 22:40
.s 是 start 的意思？

.s一般放在startup文件夹下，另外它又是启动文件，所以可能会默认为.s是startup的意思。
.s的具体含义及命名来历，俺还真不清楚，为啥不叫.a .b .c .startup...
还请真高人赐教，万万不可回复“多读点书再来回帖”:P

发表于 2016-1-12 09:40

poorhack 发表于 2016-1-12 09:12
.s一般放在startup文件夹下，另外它又是启动文件，所以可能会默认为.s是startup的意思。
.s的具体含义及 ...

这种问题在网上搜索一下不困难吧？

-----------------------------
.s 是汇编源程序文件（ASSEMBLY source code file）的扩展名（extension file name），最早在 unix 系统使用，按理应该取 ASSEMBLY 的第一个字母，但 .a 的扩展名已经安排给了库文件（Archive library file），所以取了第二个字母 s。

发表于 2016-1-12 09:51

poorhack 发表于 2016-1-12 09:12
.s一般放在startup文件夹下，另外它又是启动文件，所以可能会默认为.s是startup的意思。
.s的具体含义及 ...

另外，一些不知道的东西，自己随便猜测没有问题，但把自己的猜测发表出来而不注明是“猜的”，显然会误导不知道的人，这不是做技术应有的严谨态度。

发表于 2016-1-12 10:45

好东西还是要跟一下的。收藏了。

发表于 2016-1-12 10:47

.s好像是汇编后缀，大家都在用C，对汇编不熟也正常吧

发表于 2016-1-12 11:54

poorhack 发表于 2016-1-12 09:12
.s一般放在startup文件夹下，另外它又是启动文件，所以可能会默认为.s是startup的意思。
.s的具体含义及 ...

管它啥缩写呢，何必纠结这个，同理：万不可使用多读点书来回帖

发表于 2016-1-12 12:41

去看看启动文件就知道做了什么了！！！！！

发表于 2016-1-12 15:27

努力学习

发表于 2016-1-12 15:58

.s是汇编文件不是start的意思即使有战友理解有误楼主应当指出，同理：万不可使用多读点书来回帖

发表于 2016-1-12 19:31

捉虫天师发表于 2016-1-11 20:14
一般这些初始化操作在一个叫.s的文件里写这。.s是start的意思。

.s是asm汇编文件的后缀
虽然这个文件叫做启动文件，但也不能强装start啊

[技术问答] MCU在运行到main()之前都干了什么

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