硬體: STM32F1系列

軟體環境：Keil 4.54

注：本文中提到的RTOS以RT-Thread為例，不涵蓋所有RTOS的情況

在Keil MDK中新建工程時會根據所選的device自動生成啟動程式碼檔案startup.s，該檔案的作用可根據其頭部的註釋看出

This module performs:
;* - Set the initial SP
;* - Set the initial PC == Reset_Handler
;* - Set the vector table entries with the exceptions ISR address
;* - Configure the clock system
;* - Branches to __main in the C library (which eventually
;* calls main()).
;* After Reset the CortexM3 processor is in Thread mode,
;* priority is Privileged, and the Stack is set to Main.

 在startup.s中，完成了堆疊大小和中斷向量表的設定。預設的棧大小為400位元組，堆大小為200位元組，可自行更改。這個棧在bare-metal系統中為全域性所使用，在帶RTOS的系統中被作業系統核心和中斷所使用，如果無多層函式巢狀呼叫，通常是夠用的。堆在使用malloc()的時候會被用到。堆疊的設定必須用匯編語言完成，因為C語言通常會用到函式，而函式呼叫是依賴於堆疊的。關於startup.s的詳細分析請參考

004：STM32啟動檔案詳解及SystemInit函式分析一文

 系統上電後，預設從地址為0的地方開始執行。在STM32中，若根據boot引腳選擇從主快閃記憶體儲存器啟動，則主快閃記憶體儲存器被對映到啟動空間(0x0000 0000)，但仍然能夠在它原有的地址(0x0800 0000)訪問它。0x08000000開始的一段區域存放的是中斷向量表(即startup.s中__Vectors開始的部分)Assembly程式碼  

1. ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset    
2.                 AREA    RESET, DATA, READONLY  
3.                 EXPORT  __Vectors  
4.                 EXPORT  __Vectors_End  
5.                 EXPORT  __Vectors_Size  
6. __Vectors       DCD     __initial_sp                    ; Top of Stack  
7.                 DCD     Reset_Handler                   ; Reset Handler     

 先是執行__initial_sp設定主堆疊指標MSP(相關概念請參考宋巖翻譯的《Cortex-M3權威指南》)，而後執行復位操作Reset_HandlerAssembly程式碼  

1. Reset_Handler    PROC  
2.                  EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]  
3.      IMPORT  __main  
4.      IMPORT  SystemInit  
5.                  LDR     R0, =SystemInit  
6.                  BLX     R0  
7.                  LDR     R0, =__main  
8.                  BX      R0  
9.                  ENDP  

 Reset_Handler中首先執行SystemInit()函式(在system_stm32f10x.c檔案中定義)，該函式主要完成了RCC時鐘的設定。接著執行__main()處的程式碼。在Keil IDE的工程視窗中，是無法搜尋到__main()的定義的，但在彙編程式碼和工程map檔案中可以找到它的身影Assembly程式碼  

1. __main                  0x08000121   Thumb Code     0  entry.o(.ARM.Collect$$$$00000000)  

 推測應該是在entry.c檔案中，而entry.c檔案應該是在Keil自帶的library裡。 

1. __scatterload()把RW/RO輸出段從裝載域地址複製到執行域地址，並完成ZI執行域的初始化工作。

2. __rt_entry()初始化堆疊，完成庫函式的初始化，最後自動跳轉向main()函式。其中__user_initial_stackheap()是在startup.s中定義的

Assembly程式碼  

1. EXPORT  __user_initial_stackheap                   
2. __user_initial_stackheap  
3.                  LDR     R0, =  Heap_Mem  
4.                  LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)  
5.                  LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)  
6.                  LDR     R3, = Stack_Mem  
7.                  BX      LR  

根據AAPCS的規定，棧任何時候都得4位元組對齊，在呼叫入口得8位元組對齊。對於帶RTOS的系統，該函式根據

Assembly程式碼  

1. AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3  
2. AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3  
3. PRESERVE8  

 保證了主堆疊指標MSP是遵守規定的，而執行緒堆疊指標PSP全靠自己來保證每次進入C世界時是8位元組對齊，通常的做法是在程式中使用__attribute__((aligned(8)))來告知編譯器在分配空間時採用8位元組對齊。在發生中斷時，如果當前正在使用的棧指標不是8位元組對齊，則先把SP-4，調整為8位元組對齊，參考cortex-m3 棧的8位元組對齊一文