stm32FXX系列MCU汇编启动文件分析

汇编代码

;********************(C)COPYRIGHT2011STMicroelectronics********************;文件名:startup_stm32f10x_md.s;作用:STM32F10x 中等容量（MD）器件启动文件（Keil MDK-ARM）;功能:;1.定义初始堆栈（SP）;2.定义中断向量表（Vector Table）;3.提供默认的中断/异常处理函数（弱定义）;4.复位后调用SystemInit()完成系统时钟初始化;5.跳转到 C 运行库 __main，最终进入main();*******************************************************************************;------------------------------------------------------------------------------;栈大小配置（单位：字节）;------------------------------------------------------------------------------Stack_Size EQU0x00000800;栈大小=2KB，可根据应用调整 AREA STACK,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3Stack_Mem SPACE Stack_Size;在 RAM 中为栈分配空间 __initial_sp;栈顶地址（MSP 初始值）;------------------------------------------------------------------------------;堆大小配置（单位：字节）;------------------------------------------------------------------------------Heap_Size EQU0x00000400;堆大小=1KB AREA HEAP,NOINIT,READWRITE,ALIGN=3__heap_base;堆起始地址 Heap_Mem SPACE Heap_Size;在 RAM 中为堆分配空间 __heap_limit;堆结束地址 PRESERVE8;保证8字节对齐（ARM ABI 要求） THUMB;使用 Thumb 指令集;------------------------------------------------------------------------------;中断向量表（复位后映射到地址0x00000000）;------------------------------------------------------------------------------AREA RESET,DATA,READONLY EXPORT __Vectors EXPORT __Vectors_End EXPORT __Vectors_Size __Vectors DCD __initial_sp;0x00:初始主栈指针 MSP DCD Reset_Handler;0x04:复位中断入口 DCD NMI_Handler;0x08:NMI DCD HardFault_Handler;0x0C:硬件错误 DCD MemManage_Handler;0x10:MPU 错误 DCD BusFault_Handler;0x14:总线错误 DCD UsageFault_Handler;0x18:用法错误 DCD0;保留 DCD0;保留 DCD0;保留 DCD0;保留 DCD SVC_Handler;SVCall（系统调用） DCD DebugMon_Handler;调试监控 DCD0;保留 DCD PendSV_Handler;PendSV（RTOS 上下文切换） DCD SysTick_Handler;SysTick 定时器;------------------外部中断向量------------------DCD WWDG_IRQHandler DCD PVD_IRQHandler DCD TAMPER_IRQHandler DCD RTC_IRQHandler DCD FLASH_IRQHandler DCD RCC_IRQHandler DCD EXTI0_IRQHandler DCD EXTI1_IRQHandler DCD EXTI2_IRQHandler DCD EXTI3_IRQHandler DCD EXTI4_IRQHandler DCD DMA1_Channel1_IRQHandler DCD DMA1_Channel2_IRQHandler DCD DMA1_Channel3_IRQHandler DCD DMA1_Channel4_IRQHandler DCD DMA1_Channel5_IRQHandler DCD DMA1_Channel6_IRQHandler DCD DMA1_Channel7_IRQHandler DCD ADC1_2_IRQHandler DCD USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler DCD USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler DCD CAN1_RX1_IRQHandler DCD CAN1_SCE_IRQHandler DCD EXTI9_5_IRQHandler DCD TIM1_BRK_IRQHandler DCD TIM1_UP_IRQHandler DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler DCD TIM1_CC_IRQHandler DCD TIM2_IRQHandler DCD TIM3_IRQHandler DCD TIM4_IRQHandler DCD I2C1_EV_IRQHandler DCD I2C1_ER_IRQHandler DCD I2C2_EV_IRQHandler DCD I2C2_ER_IRQHandler DCD SPI1_IRQHandler DCD SPI2_IRQHandler DCD USART1_IRQHandler DCD USART2_IRQHandler DCD USART3_IRQHandler DCD EXTI15_10_IRQHandler DCD RTCAlarm_IRQHandler DCD USBWakeUp_IRQHandler __Vectors_End __Vectors_Size EQU __Vectors_End-__Vectors;向量表大小;------------------------------------------------------------------------------;代码段;------------------------------------------------------------------------------AREA|.text|,CODE,READONLY;------------------------------------------------------------------------------;复位中断处理函数;------------------------------------------------------------------------------Reset_Handler PROC EXPORT Reset_Handler[WEAK]IMPORT __main IMPORT SystemInit;调用系统初始化（时钟、PLL、Flash 等） LDR R0,=SystemInit BLX R0;跳转到 C 运行库入口 __main LDR R0,=__main BX R0 ENDP;------------------------------------------------------------------------------;Cortex-M 内核异常默认处理函数（死循环）;------------------------------------------------------------------------------NMI_Handler PROC EXPORT NMI_Handler[WEAK]B.ENDP HardFault_Handler PROC EXPORT HardFault_Handler[WEAK]B.ENDP MemManage_Handler PROC EXPORT MemManage_Handler[WEAK]B.ENDP BusFault_Handler PROC EXPORT BusFault_Handler[WEAK]B.ENDP UsageFault_Handler PROC EXPORT UsageFault_Handler[WEAK]B.ENDP SVC_Handler PROC EXPORT SVC_Handler[WEAK]B.ENDP DebugMon_Handler PROC EXPORT DebugMon_Handler[WEAK]B.ENDP PendSV_Handler PROC EXPORT PendSV_Handler[WEAK]B.ENDP SysTick_Handler PROC EXPORT SysTick_Handler[WEAK]B.ENDP;------------------------------------------------------------------------------;外设中断默认处理函数（统一跳转到死循环）;------------------------------------------------------------------------------Default_Handler PROC EXPORT WWDG_IRQHandler[WEAK]EXPORT PVD_IRQHandler[WEAK]EXPORT TAMPER_IRQHandler[WEAK]EXPORT RTC_IRQHandler[WEAK]EXPORT FLASH_IRQHandler[WEAK]EXPORT RCC_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI0_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI1_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI2_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI3_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI4_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel1_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel2_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel3_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel4_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel5_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel6_IRQHandler[WEAK]EXPORT DMA1_Channel7_IRQHandler[WEAK]EXPORT ADC1_2_IRQHandler[WEAK]EXPORT USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler[WEAK]EXPORT USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler[WEAK]EXPORT CAN1_RX1_IRQHandler[WEAK]EXPORT CAN1_SCE_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI9_5_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM1_BRK_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM1_UP_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM1_CC_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM2_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM3_IRQHandler[WEAK]EXPORT TIM4_IRQHandler[WEAK]EXPORT I2C1_EV_IRQHandler[WEAK]EXPORT I2C1_ER_IRQHandler[WEAK]EXPORT I2C2_EV_IRQHandler[WEAK]EXPORT I2C2_ER_IRQHandler[WEAK]EXPORT SPI1_IRQHandler[WEAK]EXPORT SPI2_IRQHandler[WEAK]EXPORT USART1_IRQHandler[WEAK]EXPORT USART2_IRQHandler[WEAK]EXPORT USART3_IRQHandler[WEAK]EXPORT EXTI15_10_IRQHandler[WEAK]EXPORT RTCAlarm_IRQHandler[WEAK]EXPORT USBWakeUp_IRQHandler[WEAK]WWDG_IRQHandler PVD_IRQHandler TAMPER_IRQHandler RTC_IRQHandler FLASH_IRQHandler RCC_IRQHandler EXTI0_IRQHandler EXTI1_IRQHandler EXTI2_IRQHandler EXTI3_IRQHandler EXTI4_IRQHandler DMA1_Channel1_IRQHandler DMA1_Channel2_IRQHandler DMA1_Channel3_IRQHandler DMA1_Channel4_IRQHandler DMA1_Channel5_IRQHandler DMA1_Channel6_IRQHandler DMA1_Channel7_IRQHandler ADC1_2_IRQHandler USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler CAN1_RX1_IRQHandler CAN1_SCE_IRQHandler EXTI9_5_IRQHandler TIM1_BRK_IRQHandler TIM1_UP_IRQHandler TIM1_TRG_COM_IRQHandler TIM1_CC_IRQHandler TIM2_IRQHandler TIM3_IRQHandler TIM4_IRQHandler I2C1_EV_IRQHandler I2C1_ER_IRQHandler I2C2_EV_IRQHandler I2C2_ER_IRQHandler SPI1_IRQHandler SPI2_IRQHandler USART1_IRQHandler USART2_IRQHandler USART3_IRQHandler EXTI15_10_IRQHandler RTCAlarm_IRQHandler USBWakeUp_IRQHandler B.;所有未实现中断进入死循环 ENDP ALIGN;------------------------------------------------------------------------------;用户栈和堆初始化（供 C 运行库使用）;------------------------------------------------------------------------------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;R0=堆起始地址;R1=栈结束地址;R2=堆结束地址;R3=栈起始地址 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

这是STM32F10x（Cortex-M3）在 Keil MDK-ARM 下的启动文件（startup），它的作用可以一句话概括：

在 CPU 上电 / 复位后，用最少的汇编代码把系统“拉起来”，再把控制权交给 C 运行库，最终进入main()。

下面我按模块 + 按时间顺序给你系统性解读一遍，偏“嵌入式软件工程师视角”。

一、这个文件在系统里的“地位”

在 STM32 工程中：

上电 / 复位 ↓ startup_stm32f10x_md.s ←【你贴的这个】 ↓ SystemInit() ← system_stm32f10x.c ↓ C 运行库 (__main) ↓ main()

👉这是 MCU 启动链路的第 1 个软件节点

二、整体工作流程（先给你一张“脑图”）

完整启动流程：

1. CPU 复位

2. 从Flash 0x08000000取：

   • MSP（主堆栈指针）
   • Reset_Handler 地址

3. 跳转执行Reset_Handler

4. Reset_Handler：

   • 调用SystemInit()（时钟 / Flash / PLL）
   • 跳转到__main

5. __main：

   • 初始化.data / .bss
   • 初始化堆 / 栈
   • 调用main()

6. 进入用户程序

三、Stack / Heap 定义（内存布局基础）

1️⃣ 栈（Stack）

Stack_Size EQU 0x00000800 ; 2KB AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 Stack_Mem SPACE Stack_Size __initial_sp

关键点

• 栈向下生长
• __initial_sp= 栈顶地址
• 上电后MSP = __initial_sp
• 中断 / 异常 / main 都用它（除非你切 PSP）

👉 这是中断安全 + RTOS 能跑的基础

2️⃣ 堆（Heap）

Heap_Size EQU 0x00000400 ; 1KB AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 __heap_base Heap_Mem SPACE Heap_Size __heap_limit

作用

• 给malloc / free / new用
• 不用 C 动态内存时可以设为 0

四、向量表（Vector Table）——最核心的部分

AREA RESET, DATA, READONLY EXPORT __Vectors __Vectors DCD __initial_sp DCD Reset_Handler DCD NMI_Handler DCD HardFault_Handler ...

1️⃣ 向量表本质

📌Cortex-M 硬件强制规定的格式

2️⃣ 外设中断向量

DCD USART1_IRQHandler DCD USART2_IRQHandler DCD USART3_IRQHandler

这些名字必须和 ST 标准库 / HAL / LL 对应
否则 NVIC 触发了也找不到函数

3️⃣__Vectors_Size

__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors

供调试器 / 链接器使用，没业务逻辑

五、Reset_Handler —— 启动核心

Reset_Handler PROC IMPORT __main IMPORT SystemInit LDR R0, =SystemInit BLX R0 LDR R0, =__main BX R0 ENDP

1️⃣ 这段代码“刻意很短”

原因：

• 此时堆栈刚建立
• 不适合复杂逻辑
• 所有初始化交给 C 层

2️⃣ SystemInit() 干啥？

在system_stm32f10x.c：

• 时钟源切换（HSI / HSE）
• PLL 配置
• Flash 等待周期
• 向量表偏移（SCB->VTOR）

👉“裸机能不能跑、跑多快”全在这

3️⃣__main是谁？

不是你写的，是ARM C Runtime

负责：

• .data拷贝（Flash → SRAM）
• .bss清零
• 堆 / 栈初始化
• 调用main()

六、异常 / 中断处理机制

1️⃣ WEAK 定义的意义

EXPORT USART1_IRQHandler [WEAK]

含义：

• 你在 C 文件里写同名函数，会自动覆盖
• 否则走默认死循环

👉 这就是“中断函数不用手动注册”的原理

2️⃣ 默认中断行为

USART1_IRQHandler USART2_IRQHandler ... B .

• 无限死循环
• 防止“中断乱飞”
• 调试时一进来就卡住，方便定位

3️⃣ HardFault / UsageFault 等

HardFault_Handler B .

你以后如果做HardFault 调试，
就是在这里改成C 函数 + 寄存器打印

七、Microlib / 非 Microlib 的区别

1️⃣ Microlib（精简库）

IF :DEF:__MICROLIB EXPORT __initial_sp EXPORT __heap_base EXPORT __heap_limit

• Keil 精简运行库
• 省空间
• 启动更简单

2️⃣ 非 Microlib（完整库）

__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

👉 这是告诉 C 运行库：

• 堆从哪到哪
• 栈从哪到哪

八、从“工程实践”角度的总结

这个 startup 文件做了什么？

✔ 定义栈 / 堆
✔ 建立中断向量表
✔ 提供默认中断实现（弱符号）
✔ 调用SystemInit()
✔ 跳转到__main → main()

你可以改 / 常改的地方

一句话终极总结

startup 文件 = MCU 从“硅片”进入“C 世界”的桥梁

如果你愿意，下一步我可以帮你：

• ✅ 画一张“复位到 main 的时序图”
• ✅ 结合RT-Thread / FreeRTOS讲 PendSV / SVC
• ✅ 拆解Bootloader → APP 跳转时这个文件如何配合

你想往哪个方向继续？