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MCU在运行到main()之前都干了什么

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energyplants|  楼主 | 2016-1-11 20:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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?
沙发
捉虫天师| | 2016-1-11 20:13 | 只看该作者
MCU会做一些初始化的工作,然后才转到main。

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板凳
捉虫天师| | 2016-1-11 20:14 | 只看该作者
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。

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地板
john_lee| | 2016-1-11 20:24 | 只看该作者
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

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5
捉虫天师| | 2016-1-11 20:44 | 只看该作者
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。
;******************** (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*****


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6
捉虫天师| | 2016-1-11 20:46 | 只看该作者
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。

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7
捉虫天师| | 2016-1-11 21:00 | 只看该作者
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

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8
john_lee| | 2016-1-11 22:40 | 只看该作者
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?

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9
gaoyang9992006| | 2016-1-12 01:12 | 只看该作者
基本上算是吧

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10
zzgzst3| | 2016-1-12 08:52 | 只看该作者
学习了..

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11
poorhack| | 2016-1-12 09:12 | 只看该作者
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

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12
john_lee| | 2016-1-12 09:40 | 只看该作者
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。

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13
john_lee| | 2016-1-12 09:51 | 只看该作者
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。

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lgq1542380129 2016-1-12 11:56 回复TA
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14
lemenade| | 2016-1-12 10:45 | 只看该作者
好东西还是要跟一下的。收藏了。

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15
steven_fae| | 2016-1-12 10:47 | 只看该作者
.s好像是汇编后缀,大家都在用C,对汇编不熟也正常吧

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16
tianhaolan| | 2016-1-12 11:54 | 只看该作者
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

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dawei360| | 2016-1-12 12:41 | 只看该作者
去看看启动文件就知道做了什么了!!!!!

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秋风式街球| | 2016-1-12 15:27 | 只看该作者
努力学习

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slm342107| | 2016-1-12 15:58 | 只看该作者
.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

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shauew| | 2016-1-12 19:31 | 只看该作者
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

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