19.1 详解startup_M051.s

Keil新建的所有工程中,毫无例外地都包含startup_M051.s,如图19.1-1。

 

图19.1-1 startup_M051.s

 

该文件主要作用于上电时初始化单片机的硬件堆栈、初始化RAM分配内存空间和跳转到主函数即main函数。硬件堆栈是用来存放函数调用地址、变量和寄存器值的;分配内存空间为异常提供更加快速的访问,减少中断延迟。如果不加载该startup_M051.s文件,编译的代码可能会使单片机不能正常工作。

那么什么是堆栈呢?在计算机领域,堆栈是一个不容忽视的概念,但是很多人甚至是计算机专业的人也没有明确堆栈这两种数据结构。堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。

堆,一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小,堆中的具体内容由程序员安排。

栈,在函数调用时,第一个进栈的是主函数中函数调用后的下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,接着是函数中的局部变量,注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址(后进先出),也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

虽然堆栈的说法是连起来叫,但是他们还是有很大区别的,连着叫只是由于历史的原因。

startup_M051.s文件并不复杂,只要用户有基本的汇编基础,就可以看懂,以下就给出该上电初始化文件的详细注解,可以作为参考,只作为选学内容。

 

程序清单19.1-1 startup_M051.s核心内容详解

 

Stack_Size      EQU     0x00000400        ;//栈大小定义为0x00000400字节

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;声明数据段STACK

;该数据段内存单元无初始化,可读写,并重新字对齐

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                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem       SPACE   Stack_Size       ;//为栈分配内存空间,并初始化为0

__initial_sp

 

 

Heap_Size       EQU     0x00000000  ;//堆大小定义为0x00000000字节

 

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem        SPACE   Heap_Size        ;//为堆分配内存空间,并初始化为0

__heap_limit

 

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;声明数据段RESET

;该数据段内存单元只读

;功能:为所有Handler分配内存单元

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                PRESERVE8                ;//当前堆栈保持8字节对齐

                THUMB                    ;//THUMB模式

;//向量表映射到复位地址0

                AREA    RESET, DATA, READONLY

                EXPORT  __Vectors

 

__Vectors       DCD     __initial_sp              ; Top of Stack

                DCD     Reset_Handler             ; Reset Handler

                DCD     NMI_Handler               ; NMI Handler

                DCD     HardFault_Handler         ; Hard Fault Handler

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     SVC_Handler               ; SVCall Handler

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     PendSV_Handler            ; PendSV Handler

                DCD     SysTick_Handler           ; SysTick Handler

 

                DCD     BOD_IRQHandler  

                DCD     WDT_IRQHandler  

                DCD     EINT0_IRQHandler

                DCD     EINT1_IRQHandler

                DCD     GPAB_IRQHandler 

                DCD     GPCDE_IRQHandler

                DCD     PWMA_IRQHandler 

                DCD     PWMB_IRQHandler 

                DCD     TMR0_IRQHandler 

                DCD     TMR1_IRQHandler 

                DCD     TMR2_IRQHandler 

                DCD     TMR3_IRQHandler 

                DCD     UART0_IRQHandler

                DCD     UART1_IRQHandler

                DCD     SPI0_IRQHandler 

                DCD     SPI1_IRQHandler 

                DCD     SPI2_IRQHandler 

                DCD     SPI3_IRQHandler 

                DCD     I2C0_IRQHandler 

                DCD     I2C1_IRQHandler 

                DCD     CAN0_IRQHandler 

                DCD     CAN1_IRQHandler

                DCD     Default_Handler 

                DCD     USBD_IRQHandler  

                DCD     PS2_IRQHandler  

                DCD     ACMP_IRQHandler 

                DCD     PDMA_IRQHandler

                DCD     Default_Handler 

                DCD     PWRWU_IRQHandler

                DCD     ADC_IRQHandler

                DCD     Default_Handler  

                DCD     RTC_IRQHandler  

                      

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;声明代码段|.text|,只读

;功能:复位时,代码从该代码段首先执行

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                AREA    |.text|, CODE, READONLY

 

                ENTRY                             ;//进入代码段

                

Reset_Handler   PROC

                EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]

                IMPORT  __main                  ;//引入C文件中的main函数

                

                LDR     R0, =__main            ;//获取C文件中的main函数地址

                BX      R0                       ;//跳转到main函数

                ENDP

                

                                   

NMI_Handler     PROC

                EXPORT  NMI_Handler               [WEAK]

                B       .               ;//停止

                ENDP

HardFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  HardFault_Handler         [WEAK]

                B       .                           ;//停止

                ENDP

SVC_Handler     PROC

                EXPORT  SVC_Handler               [WEAK]

                B       .                           ;//停止                  

                ENDP

PendSV_Handler  PROC

                EXPORT  PendSV_Handler            [WEAK]

                B       .                           ;//停止

                ENDP

SysTick_Handler PROC

                EXPORT  SysTick_Handler           [WEAK]

                B       .                           ;//停止

                ENDP

 

Default_Handler PROC

 

                EXPORT  BOD_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  WDT_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  EINT0_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  EINT1_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  GPAB_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  GPCDE_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  PWMA_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  PWMB_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  TMR0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  TMR1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  TMR2_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  TMR3_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  UART0_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  UART1_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  SPI0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  SPI1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  SPI2_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  SPI3_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  I2C0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  I2C1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  CAN0_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  CAN1_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  USBD_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  PS2_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  ACMP_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  PDMA_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  PWRWU_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  ADC_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  RTC_IRQHandler            [WEAK]

                

BOD_IRQHandler

WDT_IRQHandler

EINT0_IRQHandler

EINT1_IRQHandler

GPAB_IRQHandler

GPCDE_IRQHandler

PWMA_IRQHandler

PWMB_IRQHandler

TMR0_IRQHandler

TMR1_IRQHandler

TMR2_IRQHandler

TMR3_IRQHandler

UART0_IRQHandler

UART1_IRQHandler

SPI0_IRQHandler

SPI1_IRQHandler

SPI2_IRQHandler

SPI3_IRQHandler

I2C0_IRQHandler

I2C1_IRQHandler

CAN0_IRQHandler

CAN1_IRQHandler

USBD_IRQHandler

PS2_IRQHandler

ACMP_IRQHandler

PDMA_IRQHandler

PWRWU_IRQHandler

ADC_IRQHandler

RTC_IRQHandler

                B       .                        ;//停止

                ENDP

 

                ALIGN                            ;//添加补丁字节满足一定的对齐方式

 

 

; //用户初始化的堆栈

 

                IF      :DEF:__MICROLIB          ;//检查是否定义了__MICROLIB

                

                EXPORT  __initial_sp

                EXPORT  __heap_base

                EXPORT  __heap_limit

                

                ELSE

                

                IMPORT  __use_two_region_memory ;//使用双段模式

                EXPORT  __user_initial_stackheap

__user_initial_stackheap                        ;//重新定义堆栈

 

                LDR     R0, =  Heap_Mem

                LDR     R1, = (Stack_Mem + Stack_Size)

                LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)

                LDR     R3, = Stack_Mem

                BX      LR

 

                ALIGN                            ;//添加补丁字节满足一定的对齐方式

 

                ENDIF

 

 

                END

 

 

深入重点:

ü 什么是堆栈?

ü startup_M051.s上电时初始化单片机的硬件堆栈、初始化RAM分配内存空间和跳转到主函数即main函数

ü 使用IMPORTEXPORT声明外部符号时,若链接器在连接微控制器时不能解释该符号,而伪指令中没有[WEAK]选项时,则链接器会报告错误,若伪指令中有[WEAK]选项时,则链接器不会报告错误,而是进行下面的操作:

          1:如果该符号被B或者BL指令引用,则该符号被设置成下一条指令的地址,该B或者  BL指令相当于一条NOP指令。

          2:其他情况下该符号被设置为0

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