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基于keil的MCU启动过程

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tpgf|  楼主 | 2023-7-10 18:24 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
基于keil的嵌入式代码启动过程
一般来讲,基于我本人的认知,keil工程新建时,需要导入基于MCU芯片的“.s”文件。它就是keil默认的,用来启动整个嵌入式系统的汇编文件

以STM32F4xx为例,启动过程包括了:堆栈空间定义、中断向量表、复位中断函数、其他中断服务函数、库函数初始化

1、堆栈空间定义
栈大小定义 0x400,即1024字节

Stack_Size      EQU     0x00000400
        AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp


堆大小定义 0x200,即512字节

Heap_Size       EQU     0x00000200
                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
__heap_limit


它们的空间由SPACE关键字来申请,并记作Stack_Mem和Heap_Mem;还定义了三个标号:__initial_sp(栈顶)、__heap_base(堆起始地址)和__heap_limit(堆终止地址)

2、中断向量表
由DCD申请空间存放的一个个函数入口,即中断向量表。
关键字DCD代表申请一个字的空间,后面的函数名即为中断服务函数入口地址;断向量表一般存放在Flash 0地址。

__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 detection                        
                DCD     TAMP_STAMP_IRQHandler             ; Tamper and TimeStamps through the EXTI line            
                DCD     RTC_WKUP_IRQHandler               ; RTC Wakeup through the EXTI line                       
                DCD     FLASH_IRQHandler                  ; FLASH                                          
                DCD     RCC_IRQHandler                    ; RCC                                             
                DCD     EXTI0_IRQHandler                  ; EXTI Line0                                             
                DCD     EXTI1_IRQHandler                  ; EXTI Line1                                             
                DCD     EXTI2_IRQHandler                  ; EXTI Line2                                             
                DCD     EXTI3_IRQHandler                  ; EXTI Line3                                             
                DCD     EXTI4_IRQHandler                  ; EXTI Line4                                             
                DCD     DMA1_Stream0_IRQHandler           ; DMA1 Stream 0                                   
                DCD     DMA1_Stream1_IRQHandler           ; DMA1 Stream 1                                   
                DCD     DMA1_Stream2_IRQHandler           ; DMA1 Stream 2                                   
                DCD     DMA1_Stream3_IRQHandler           ; DMA1 Stream 3                                   
                DCD     DMA1_Stream4_IRQHandler           ; DMA1 Stream 4                                   
                DCD     DMA1_Stream5_IRQHandler           ; DMA1 Stream 5                                   
                DCD     DMA1_Stream6_IRQHandler           ; DMA1 Stream 6                                   
                DCD     ADC_IRQHandler                    ; ADC1, ADC2 and ADC3s                           
                DCD     CAN1_TX_IRQHandler                ; CAN1 TX                                                
                DCD     CAN1_RX0_IRQHandler               ; CAN1 RX0                                               
                DCD     CAN1_RX1_IRQHandler               ; CAN1 RX1                                               
                DCD     CAN1_SCE_IRQHandler               ; CAN1 SCE                                               
                DCD     EXTI9_5_IRQHandler                ; External Line[9:5]s                                    
                DCD     TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler          ; TIM1 Break and TIM9                  
                DCD     TIM1_UP_TIM10_IRQHandler          ; TIM1 Update and TIM10                 
                DCD     TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler     ; TIM1 Trigger and Commutation and TIM11
                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              ; External Line[15:10]s                                 
                DCD     RTC_Alarm_IRQHandler              ; RTC Alarm (A and B) through EXTI Line                  
                DCD     OTG_FS_WKUP_IRQHandler            ; USB OTG FS Wakeup through EXTI line                        
                DCD     TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler         ; TIM8 Break and TIM12                  
                DCD     TIM8_UP_TIM13_IRQHandler          ; TIM8 Update and TIM13                 
                DCD     TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler     ; TIM8 Trigger and Commutation and TIM14
                DCD     TIM8_CC_IRQHandler                ; TIM8 Capture Compare                                   
                DCD     DMA1_Stream7_IRQHandler           ; DMA1 Stream7                                          
                DCD     FMC_IRQHandler                    ; FMC                                             
                DCD     SDIO_IRQHandler                   ; SDIO                                            
                DCD     TIM5_IRQHandler                   ; TIM5                                            
                DCD     SPI3_IRQHandler                   ; SPI3                                            
                DCD     UART4_IRQHandler                  ; UART4                                          
                DCD     UART5_IRQHandler                  ; UART5                                          
                DCD     TIM6_DAC_IRQHandler               ; TIM6 and DAC1&2 underrun errors                  
                DCD     TIM7_IRQHandler                   ; TIM7                  
                DCD     DMA2_Stream0_IRQHandler           ; DMA2 Stream 0                                   
                DCD     DMA2_Stream1_IRQHandler           ; DMA2 Stream 1                                   
                DCD     DMA2_Stream2_IRQHandler           ; DMA2 Stream 2                                   
                DCD     DMA2_Stream3_IRQHandler           ; DMA2 Stream 3                                   
                DCD     DMA2_Stream4_IRQHandler           ; DMA2 Stream 4                                   
                DCD     ETH_IRQHandler                    ; Ethernet                                       
                DCD     ETH_WKUP_IRQHandler               ; Ethernet Wakeup through EXTI line                     
                DCD     CAN2_TX_IRQHandler                ; CAN2 TX                                                
                DCD     CAN2_RX0_IRQHandler               ; CAN2 RX0                                               
                DCD     CAN2_RX1_IRQHandler               ; CAN2 RX1                                               
                DCD     CAN2_SCE_IRQHandler               ; CAN2 SCE                                               
                DCD     OTG_FS_IRQHandler                 ; USB OTG FS                                      
                DCD     DMA2_Stream5_IRQHandler           ; DMA2 Stream 5                                   
                DCD     DMA2_Stream6_IRQHandler           ; DMA2 Stream 6                                   
                DCD     DMA2_Stream7_IRQHandler           ; DMA2 Stream 7                                   
                DCD     USART6_IRQHandler                 ; USART6                                          
                DCD     I2C3_EV_IRQHandler                ; I2C3 event                                             
                DCD     I2C3_ER_IRQHandler                ; I2C3 error                                             
                DCD     OTG_HS_EP1_OUT_IRQHandler         ; USB OTG HS End Point 1 Out                     
                DCD     OTG_HS_EP1_IN_IRQHandler          ; USB OTG HS End Point 1 In                       
                DCD     OTG_HS_WKUP_IRQHandler            ; USB OTG HS Wakeup through EXTI                        
                DCD     OTG_HS_IRQHandler                 ; USB OTG HS                                      
                DCD     DCMI_IRQHandler                   ; DCMI  
                DCD     0                                 ; Reserved                                                             
                DCD     HASH_RNG_IRQHandler               ; Hash and Rng
                DCD     FPU_IRQHandler                    ; FPU            
__Vectors_End        




3、复位中断函数
程序上电后,首先加载SP和PC,ARM规定从0地址处加载SP,从偏移为4的地址(0x00000004)处加载PC。然后将程序控制权交给程序。我们知道0地址处存放__initial_sp,0x00000004地址处存放Reset_Handler,加载PC后,程序跳转到Reset_Handler开始运行。
而Reset_Handler中,首先调用SystemInit函数来进行硬件初始化(主要是时钟),然后调用__main函数(由keil微库或者C库实现),最后调用用户自定义的main()。

; Reset handler
Reset_Handler    PROC
                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
                 IMPORT  SystemInit
                 IMPORT  __main
                 LDR     R0, =SystemInit
                 BLX     R0
                 LDR     R0, =__main
                 BX      R0
                 ENDP


4、其他中断服务函数
比较基础,不具体展开

5、库函数初始化
如果勾选【Options for Target】->【Target】->【Use MicroLIB】,如下图所示。即使用微库,则__MICROLIB会被定义,编译器编译IF的代码,即:__initial_sp、__heap_base和__heap_limit

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




如果不勾选【Use MicroLIB】,则缺省使用KEIL C库,KEIL C库函数会调用__user_initial_stackheap,通过R0~R3将堆栈以参数形式传递给KEIL C库

在我的rtThread系统中(基于3.0.3版本),会首先调用component.c下的main函数

extern int $Super$$main(void);
/* re-define main function */
int $Sub$$main(void)
{
    rt_hw_interrupt_disable();
    rtthread_startup();
    return 0;
}
————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「KST_Ai9」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/KST_Ai9/article/details/131277419

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沙发
Undshing| | 2023-7-10 22:25 | 只看该作者
那是不是Use MicroLIB勾不勾选都一样啊?

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