RTOS内核技术研究：ARM汇编指令

1万 · 2021-7-1 20:07

启动文件
STM32F103，ARM架构，所以，需要了解ARM的汇编指令，了解MCU上电后的启动流程。启动流程主要是硬件上电到进入main主函数之间的过程。

STM32使用ST HAL库开发时，可以使用ST HAL库中提供的启动文件，如：【startup_stm32f101xe.s】。汇编语言编写。Keil MDK、gcc、IAR编译平台，略有不同，这里，我选择Keil MDK平台的。

需要掌握一点基础的汇编指令的使用方法，并且可以自己写几个汇编函数，才能读懂启动文件。后期RTOS的开发，需要掌握更多的汇编指令。

这里想熟悉几个重要的汇编指令。

1万 · 2021-7-1 20:08

汇编语法

汇编文件，.s结尾

EQU指令

类似于C语言的#define，用于将一个数值（立即数）或寄存器（地址）赋给一个指定的符号名。

用例如下：

Stack_Size EQU 0x400

这里定义栈大小为：0x400，也就是1K Bytes。

1万 · 2021-7-1 20:09

AREA

指示汇编程序汇编一个新的代码段或数据段。

用例如下：

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

段名：STACK

NOINIT 即不初始化

READWRITE：可读可写

ALIGN=3：8（2^3）字节对齐

1万 · 2021-7-1 20:09

SPACE

用于分配一定大小的内存空间，单位为字节。

用例：

Stack_Mem SPACE Stack_Size

这里分配一个：Stack_Size 字节大小的内存。Stack_Mem为标号，地址。

PROC

汇编子程序开始

ENDP

汇编子程序结束

EXPORT

导出符号（函数名），其他文件，如C文件，可以调用。

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

这里 [WEAK]，弱定义，外部文件可以重写这个函数。

1万 · 2021-7-1 20:11

IMPORT

导入符号，可以调用其他文件里定义的变量或函数

IMPORT SystemInit

这个SystemInit，来自外部文件：系统初始化与时钟配置。

LDR

加载(load）指令，从存储器中将一个32位的字数据传送到目的寄存器中

LDR R0, =SystemInit

把SystemInit函数地址，加载到MCU通用寄存器的R0。

BLX

BLX 带返回和状态切换的跳转指令

指令从ARM 指令集跳转到指令中所指定的目标地址，并将处理器的工作状态有ARM 状态切换到Thumb 状态，该指令同时将PC 的当前内容保存到寄存器R14 中。

LDR R0, =SystemInit
BLX R0

加载SystemInit函数地址，跳转执行SystemInit。

1万 · 2021-7-1 20:13

BX

BX 带状态切换的跳转指令
指令跳转到指令中所指定的目标地址，目标地址处的指令既可以是ARM 指令，也可以是Thumb指令。
LDR R0, =__main BX R0加载__main 地址到R0，跳转执行__main，注意这个__main执行后，会进入用户的main.c中的main函数。

B

B 指令是最简单的跳转指令。一旦遇到一个 B 指令，ARM 处理器将立即跳转到给定的目标地址，从那里继续执行。
【注意】存储在跳转指令中的实际值是相对当前PC 值的一个偏移量，而不是一个绝对地址，它的值由汇编器来计算（参考寻址方式中的相对寻址）。它是 24 位有符号数，左移两位后有符号扩展为 32 位，表示的有效偏移为 26 位(前后32MB 的地址空间)
NMI_Handler PROC EXPORT NMI_Handler [WEAK] B . ENDP这个NMI_Handler汇编函数中，有个：【B .】，意思是说，如果进入这个函数，会：whiel（1），让程序无法返回。
STM32代码【死掉】时，注意是否有进入异常处理的函数，如：HardFault_Handler，默认也是【B .】即while（1），软件调试，可以停止调试，看看程序运**在哪里。

END汇编文件的结束

1万 · 2021-7-1 20:14

小结

汇编指令很多，用到时，查资料，慢慢积累，不断掌握使用的语法、用法。

掌握部分STM32 ARM汇编用法，用于后期RTOS开发，如任务的上下文切换，可以用汇编高效的实现。

只看该作者 · 2024-7-10 17:41

谢谢分享,楼主辛苦了

只看该作者 · 2024-7-26 14:42

STM32F103 上电后的启动流程包括硬件初始化到进入 main 函数的过程。

RTOS内核技术研究：ARM汇编指令

技术新星奖章