玩轉STM32(14)運行第一行代碼

前面學習了選擇從那裏進行加載代碼，接着下來，咱們將要了解CPU是怎麼樣運行編譯的代碼。經過前面的學習，咱們知道經過編譯器的編譯，會生成可運行的代碼，而後經過JLINK下載到STM32的FLASH裏，再經過配置CPU的引導管腳，實現選擇內部FLASH來加載代碼。可是CPU是怎麼樣來加載代碼，並運行的呢？

 

其實不一樣類型的CPU運行代碼的方式不同，STM32的運行方式是這樣的，CPU 將從地址 0x0000 0000 獲取棧頂值，而後從始於 0x0000 0004 的自舉存儲器開始執行代碼。前面已經把0x800 0000的FLASH地址配置爲啓動的存儲器，所以就會從這裏偏移位置0取得棧頂值，從偏移位置4取得第一行執行代碼。根據這個要求，那麼每一個項目工程的啓動文件，必須是這樣設置才能夠運行。來看工程裏的startup_stm32f40_41xxx.s文件，這個文件就是STM32F407運行的第一個文件，它編譯出來的代碼，就是被第一行執行的，所以它是採用彙編語言來編寫的。也許有人問爲何不採用C語言來編寫，非要使用匯編語言來編寫？其實還真不能使用C語言來編寫，由於CPU運行時，根本沒有具有C語言的運行環境，因此不能直接運行C語言編譯出來的代碼，必須經過彙編語言來創建C語言的運行環境才能夠運行C語言編譯出來的代碼。這個彙編語言文件是庫文件裏的一部分，它的目錄路徑是

Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates\arm\startup_stm32f40_41xxx.s。

這個文件裏的內容比較多，而且是彙編語言，要看懂它，須要下些功夫才能夠。前面說到CPU會從偏移位置0處來加載棧頂值，那麼在這個彙編文件裏是怎麼樣實現把棧頂的值放到偏移位置0的呢？如今來打開這個文件，查看到以下圖：

能夠從這裏看到__initial_sp變量放在第一個位置，意味着這個變量的值會放在這個區域的第一個位置，這樣確保了棧頂值保存在這段代碼佈局的首位置了。可是你也許問編譯器怎麼樣知道這段代碼必定會放在首位置，而不是放置在存儲器的後面位置呢？若是沒有的特別的聲明，編譯器還真可能把它放置在任何位置上的，並非首位置。關鍵之處，是項目裏還有一個編譯鏈接的說明文件，它叫作project.sct，這個文件主要用來指定ARM鏈接器在生成映像文件時如何分配RO,RW,ZI等數據的存放地址，在個人工程裏採用默認的文件，內容以下:

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

; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***

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

 

LR_IROM1 0x08000000 0x00080000  {    ; load region size_region

  ER_IROM1 0x08000000 0x00080000  {  ; load address = execution address

   *.o (RESET, +First)

   *(InRoot$$Sections)

   .ANY (+RO)

  }

  RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data

   .ANY (+RW +ZI)

  }

}

在這裏看到，加載代碼和執行代碼的地址，就是前面設置FLASH的地址，緊接下來會看到下面這行：

*.o (RESET, +First)

這行的意思就是說，把全部目標文件.o結尾的代碼，都放置在這裏，可是要把標識爲RESET段的代碼放置在最前面，所以這裏明確地說明RESET的代碼放在首位置，就是偏移0的位置。那麼回過頭來看一下啓動的彙編文件，以下：

在這裏看到AREA後面緊跟着一個RESET名稱，也就是說這段代碼區域就被命名爲RESET了，當編譯器看到這個名稱，就會把這段代碼放置在存儲器的首位置，這樣CPU就會從這裏得到棧頂值，就能夠開始加載代碼進行運行了，從偏移4的位置，也就是Reset_Handler的值，把它放到CPU的執行指令寄存器，就進入代碼運行了。

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