《启动代码分析》PPT课件.ppt

Cortex-M3启动代码分析,目标,掌握嵌入式应用程序设计的基本知识掌握starup_stm32f10 x_cl.s中常见汇编指令能分析starup_stm32f10 x_cl.s启动代码,嵌入式应用系统中的存储映射,在设计嵌入式应用系统时，为了追求最好的性能价格比，系统中通常包括多种存储器，如ROM、16位RAM、32位RAM和FLASH等，这样一个重要的问题就是设计其存储系统的布局。在RAM 体系结构中，系统复位后将跳转到地址0 x0处执行，该处存放的是复位异常中断的中断向量。对于嵌入式系统来说，在系统复位时RAM中是不存在代码和数据的。因此在系统复位时，地址0 x0处应该为ROM，即系统复位后应该首先从ROM中开始执行。,地址0 x0处为ROM,这里所说的地址0 x0处为ROM，是指在系统运行过程中，地址0 x0处为ROM，对于嵌入式系统来说，在系统复位时地址0 x0处总为ROM。这种情况非常简单，在地址0 x0处存放着复位异常中断向量，根据此中断向量，程序跳转到相应的位置进行系统初始化等操作。这种情况有一个缺点，通常相对于RAM来说，ROM的数据宽度较小，速度较慢，这会使系统响应异常中断的速度较慢，而且如果异常中断向量表放在ROM中，则中断向量表内容不能修改。,地址0 x0处为RAM,这里所说的地址0 x0处为RAM，是指在系统运行过程中，地址0 x0处为RAM，对于嵌入式系统来说，在系统复位时地址0 x0处总为ROM。因此，对于地址0 x0处为RAM的系统，为了保证系统复位后从ROM中开始执行，在系统复位时，系统中的存储映射机构将ROM映射到地址0 x0处，然后在程序运行的最初几条指令中，系统中的存储映射机构进行地址重映射，重新将RAM映射到地址0 x0处。优点：RAM的数据宽度较大，速度较快，这会使系统响应异常中断的速度更快。而且异常中断向量表放在RAM中，程序在运行过程中可以修改中断向量表内容，使得系统更为灵活。,系统初始化,系统运行环境初始化，包括异常中断向量初始化、数据栈初始化以及IO初始化等。应用程序初始化，例如C语言变量的初始化等。启动代码功能总结：1）堆和栈的初始化；2）向量表定义；3）地址重映射及中断向量表的转移；4）设置系统时钟频率；5）中断寄存器的初始化；6）进入C应用程序。,预备知识,一个由C/C+编译的程序占用的内存分为以下几个部分：栈区（stack）编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。堆区（heap）一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。全局区（静态区）（static）全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另 一块区域。程序结束后由系统释放。,预备知识,文字常量区 常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放 程序代码区存放函数体的二进制代码。/main.cpp int a=0;全局初始化区 char*p1;全局未初始化区 main()int b;栈 char s=“abc”;栈 char*p2;栈 char*p3=“123456”;1234560在常量区，p3在栈上,预备知识,static int c=0；全局（静态）初始化区 p1=(char*)malloc(10);p2=(char*)malloc(20);分配得来得10和20字节的区域就在堆区。strcpy(p1,123456);1234560放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的123456 优化成一个地方。ENTRY:伪操作指定程序的人口点AREA:伪操作用于定义一个代码段或者数据段DCD:用于分配一段字内存单元,代码分析1,栈的初始化：Stack_Size EQU 0 x00000400 AREA STACK,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3Stack_Mem SPACE Stack_Size_initial_sp定义Stack Size为0 x00000400;定义栈，可初始化为0，8字节对齐分配0 x00000400个连续字节，并初始化为0汇编代码地址标号,代码分析2,堆的初始化：Heap_Size EQU 0 x00000400 AREA HEAP,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3_heap_baseHeap_Mem SPACE Heap_Size_heap_limit定义Heap Size为0 x00000400;定义堆，可初始化为0，8字节对齐分配0 x00000400个连续字节，并初始化为0汇编代码地址标号,代码分析3,PRESERVE8 THUMB 指定当前文件堆栈8字节对齐告诉汇编器下面是32为的Thumb指令，如果需要汇编器将插入位以保证对齐,代码分析4,见 STM3210X datasheet V10C.pdf 130页;Vector Table Mapped to Address 0 at Reset AREA RESET,DATA,READONLY/定义复位向量段，只读 EXPORT _Vectors EXPORT _Vectors_End EXPORT _Vectors_Size/定义一个可以在其他文件中使用的全局标号，此处表示中断地址_Vectors DCD _initial_sp;Top of Stack/给_initial_sp 分配4字节32位的地址0 x0,代码分析5,DCD Reset_Handler;Reset Handler/给标号Reset Handler分配地址为0 x00000004DCD NMI_Handler;NMI Handler/给标号NMI Handler分配地址0 x00000008 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/这种形式就是保留地址，不给任何标号分配。,代码分析6,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_Vectors_End _Vectors_Size EQU _Vectors_End-_Vectors,代码分析7,中断向量表的转移AREA|.text|,CODE,READONLY/代码段定义;Reset handler routineReset_Handler PROC/标记一个函数的开始 EXPORT Reset_Handler WEAK/【WEAK】选项表示当所有的源文件都没有定义一个标号时，编译器也不给出错误信息，在多数情况下将该标号置为0，若该标号为B或BL指令引用，则将B或BL指令置为NOP操作；/EXPORT 提示编译器标号可以为外部文件引用；,代码分析8,IMPORT _main/通知编译器要使用的标号在其他文件 LDR R0,=_main/使用“”表示LDR目前是伪指令不是标准指令，这里是把_main的地址给R0;BX R0/BX是ARM指令集和THUMB指令集之间的程序的跳转 ENDP,代码分析9,;Dummy Exception Handlers(infinite loops which can be modified)NMI_Handler PROC EXPORT NMI_Handler WEAK B.ENDPHardFault_Handler PROC EXPORT HardFault_Handler WEAK B.ENDP,代码分析10,MemManage_Handler PROC EXPORT MemManage_Handler WEAK B.ENDP。CAN2_SCE_IRQHandlerOTG_FS_IRQHandler B.ENDP ALIGN,代码分析11,堆和栈的初始化;User Stack and Heap initialization;*IF:DEF:_MICROLIB/DEF:X 就是说X定义了则为真，否则为假 EXPORT _initial_sp EXPORT _heap_base EXPORT _heap_limit ELSE IMPORT _use_two_region_memory EXPORT _user_initial_stackheap,代码分析12,堆和栈的初始化_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,启动配置,从主闪存存储器启动：主闪存存储器被映射到启动空间(0 x0000 0000)，但仍然能够在它原有的地址(0 x0800 0000)访问它，即闪存存储器的内容可以在两个地址区域访问，0 x0000 0000或0 x0800 0000。从系统存储器启动：系统存储器被映射到启动空间(0 x0000 0000)，但仍然能够在它原有的地址(互联型产品原有地址为0 x1FFF B000，其它产品原有地址为0 x1FFF F000)访问它。从内置SRAM启动：只能在0 x2000 0000开始的地址区访问SRAM。,启动配置,谢谢大家,