GD32启动文件详解（同STM32）

启动文件使用的 ARM 汇编指令汇总

1. Stack—栈

Stack_Size EQU 0x00000800

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3
Stack_Mem SPACE Stack_Size
__initial_sp

开辟栈的大小为 0X00000800（2KB），名字为 STACK， NOINIT 即不初始化，可读可写， 8（2^3）字节对齐。

栈的作用是用于局部变量，函数调用，函数形参等的开销，栈的大小不能超过内部SRAM 的大小。如果编写的程序比较大，定义的局部变量很多，那么就需要修改栈的大小。如果某一天，你写的程序出现了莫名奇怪的错误，并进入了硬 fault 的时候，这时你就要考虑下是不是栈不够大，溢出了。

EQU：宏定义的伪指令，相当于等于，类似与 C 中的 define。

AREA：告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。 STACK 表示段名，这个可以任意命名； NOINIT 表示不初始化； READWRITE 表示可读可写， ALIGN=3，表示按照 2^3对齐，即 8 字节对齐。

SPACE：用于分配一定大小的内存空间，单位为字节。这里指定大小等于 Stack_Size。

标号__initial_sp 紧挨着 SPACE 语句放置，表示栈的结束地址，即栈顶地址，栈是由高向低生长的。

2. Heap 堆

Heap_Size EQU 0x00000400

AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3
__heap_base
Heap_Mem SPACE Heap_Size
__heap_limit

PRESERVE8
THUMB

开辟堆的大小为 0X00000400（512 字节），名字为 HEAP， NOINIT 即不初始化，可读可写， 8（2^3）字节对齐。 __heap_base 表示对的起始地址， __heap_limit 表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的，跟栈的生长方向相反。

堆主要用来动态内存的分配，像 malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在 GD32里面用的比较少。

PRESERVE8：指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。

THUMB：表示后面指令兼容 THUMB 指令。 THUBM 是 ARM 以前的指令集， 16bit，现在 Cortex-M 系列的都使用 THUMB-2 指令集， THUMB-2 是 32 位的，兼容 16 位和 32 位的指令，是 THUMB 的超集。

3. 向量表

; /* reset Vector Mapped to at Address 0 */
AREA RESET, DATA, READONLY
EXPORT __Vectors
EXPORT __Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size

定义一个数据段，名字为 RESET，可读。并声明 __Vectors、 __Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号具有全局属性，可供外部的文件调用。

EXPORT：声明一个标号可被外部的文件使用，使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器，则使用的是 GLOBAL 这个指令。

当内核响应了一个发生的异常后，对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定 ESR的入口地址，内核使用了―向量表查表机制‖。这里使用一张向量表。向量表其实是一个WORD（32 位整数）数组，每个下标对应一种异常，该下标元素的值则是该 ESR 的入口地址。向量表在地址空间中的位置是可以设置的，通过 NVIC 中的一个重定位寄存器来指出向量表的地址。在复位后，该寄存器的值为 0。因此，在地址 0 （即 FLASH 地址 0）处必须包含一张向量表，用于初始时的异常分配。要注意的是这里有个另类： 0 号类型并不是什么入口地址，而是给出了复位后 MSP 的初值。

__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
DCD NMI_Handler ; NMI Handler
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
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD SVC_Handler ; SVCall Handler
DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler

; /* external interrupts handler */
DCD WWDGT_IRQHandler ; 16:Window Watchdog Timer
DCD LVD_IRQHandler ; 17:LVD through EXTI Line detect
DCD TAMPER_IRQHandler ; 18:Tamper Interrupt
DCD RTC_IRQHandler ; 19:RTC through EXTI Line
DCD FMC_IRQHandler ; 20:FMC
DCD RCU_IRQHandler ; 21:RCU
DCD EXTI0_IRQHandler ; 22:EXTI Line 0
DCD EXTI1_IRQHandler ; 23:EXTI Line 1
DCD EXTI2_IRQHandler ; 24:EXTI Line 2
DCD EXTI3_IRQHandler ; 25:EXTI Line 3
DCD EXTI4_IRQHandler ; 26:EXTI Line 4
DCD DMA0_Channel0_IRQHandler ; 27:DMA0 Channel 0
DCD DMA0_Channel1_IRQHandler ; 28:DMA0 Channel 1
DCD DMA0_Channel2_IRQHandler ; 29:DMA0 Channel 2
DCD DMA0_Channel3_IRQHandler ; 30:DMA0 Channel 3
DCD DMA0_Channel4_IRQHandler ; 31:DMA0 Channel 4
DCD DMA0_Channel5_IRQHandler ; 32:DMA0 Channel 5
DCD DMA0_Channel6_IRQHandler ; 33:DMA0 Channel 6
DCD ADC0_1_IRQHandler ; 34:ADC0 and ADC1
DCD CAN0_TX_IRQHandler ; 35:CAN0 TX
DCD CAN0_RX0_IRQHandler ; 36:CAN0 RX0
DCD CAN0_RX1_IRQHandler ; 37:CAN0 RX1
DCD CAN0_EWMC_IRQHandler ; 38:CAN0 EWMC
DCD EXTI5_9_IRQHandler ; 39:EXTI Line 5 to EXTI Line 9
DCD TIMER0_BRK_TIMER8_IRQHandler ; 40:TIMER0 Break and TIMER8 global
DCD TIMER0_UP_TIMER9_IRQHandler ; 41:TIMER0 Update and TIMER9 global
DCD TIMER0_TRG_CMT_TIMER10_IRQHandler ; 42:TIMER0 Trigger and Commutation and TIMER10 global
DCD TIMER0_Channel_IRQHandler ; 43:TIMER0 Channel Capture Compare
DCD TIMER1_IRQHandler ; 44:TIMER1
DCD TIMER2_IRQHandler ; 45:TIMER2
DCD TIMER3_IRQHandler ; 46:TIMER3
DCD I2C0_EV_IRQHandler ; 47:I2C0 Event
DCD I2C0_ER_IRQHandler ; 48:I2C0 Error
DCD I2C1_EV_IRQHandler ; 49:I2C1 Event
DCD I2C1_ER_IRQHandler ; 50:I2C1 Error
DCD SPI0_IRQHandler ; 51:SPI0
DCD SPI1_IRQHandler ; 52:SPI1
DCD USART0_IRQHandler ; 53:USART0
DCD USART1_IRQHandler ; 54:USART1
DCD USART2_IRQHandler ; 55:USART2
DCD EXTI10_15_IRQHandler ; 56:EXTI Line 10 to EXTI Line 15
DCD RTC_Alarm_IRQHandler ; 57:RTC Alarm through EXTI Line
DCD USBFS_WKUP_IRQHandler ; 58:USBFS WakeUp from suspend through EXTI Line
DCD TIMER7_BRK_TIMER11_IRQHandler ; 59:TIMER7 Break Interrupt and TIMER11 global
DCD TIMER7_UP_TIMER12_IRQHandler ; 60:TIMER7 Update Interrupt and TIMER12 global
DCD TIMER7_TRG_CMT_TIMER13_IRQHandler ; 61:TIMER7 Trigger and Commutation Interrupt and TIMER13
DCD TIMER7_Channel_IRQHandler ; 62:TIMER7 Channel Capture Compare
DCD ADC2_IRQHandler ; 63:ADC2
DCD EXMC_IRQHandler ; 64:EXMC
DCD SDIO_IRQHandler ; 65:SDIO
DCD TIMER4_IRQHandler ; 66:TIMER4
DCD SPI2_IRQHandler ; 67:SPI2
DCD UART3_IRQHandler ; 68:UART3
DCD UART4_IRQHandler ; 69:UART4
DCD TIMER5_IRQHandler ; 70:TIMER5
DCD TIMER6_IRQHandler ; 71:TIMER6
DCD DMA1_Channel0_IRQHandler ; 72:DMA1 Channel0
DCD DMA1_Channel1_IRQHandler ; 73:DMA1 Channel1
DCD DMA1_Channel2_IRQHandler ; 74:DMA1 Channel2
DCD DMA1_Channel3_IRQHandler ; 75:DMA1 Channel3
DCD DMA1_Channel4_IRQHandler ; 76:DMA1 Channel4
DCD ENET_IRQHandler ; 77:Ethernet
DCD ENET_WKUP_IRQHandler ; 78:Ethernet Wakeup through EXTI line
DCD CAN1_TX_IRQHandler ; 79:CAN1 TX
DCD CAN1_RX0_IRQHandler ; 80:CAN1 RX0
DCD CAN1_RX1_IRQHandler ; 81:CAN1 RX1
DCD CAN1_EWMC_IRQHandler ; 82:CAN1 EWMC
DCD USBFS_IRQHandler ; 83:USBFS
DCD 0 ; 84:Reserved
DCD DMA1_Channel5_IRQHandler ; 85:DMA1 Channel5
DCD DMA1_Channel6_IRQHandler ; 86:DMA1 Channel6
DCD USART5_IRQHandler ; 87:USART5
DCD I2C2_EV_IRQHandler ; 88:I2C2 Event
DCD I2C2_ER_IRQHandler ; 89:I2C2 Error
DCD 0 ; 90:Reserved
DCD 0 ; 91:Reserved
DCD 0 ; 92:Reserved
DCD 0 ; 93:Reserved
DCD DCI_IRQHandler ; 94:DCI
DCD CAU_IRQHandler ; 95:CAU
DCD HAU_TRNG_IRQHandler ; 96:HAU and TRNG
DCD 0 ; 97:Reserved
DCD UART6_IRQHandler ; 98:UART6
DCD UART7_IRQHandler ; 99:UART7
DCD 0 ; 100:Reserved
DCD 0 ; 101:Reserved
DCD 0 ; 102:Reserved
DCD 0 ; 103:Reserved
DCD TLI_IRQHandler ; 104:TLI
DCD TLI_ER_IRQHandler ; 105:TLI error
__Vectors_End

__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors

__Vectors 为向量表起始地址， __Vectors_End 为向量表结束地址，两个相减即可算出向量表大小。

向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置，以 4 个字节为一个单位，地址 0 存放的是栈顶地址， 0X04 存放的是复位程序的地址，以此类推。从代码上看，向量表中存放的都是中断服务函数的函数名，可我们知道 C 语言中的函数名就是一个地址。

DCD：分配一个或者多个以字为单位的内存，以四字节对齐，并要求初始化这些内存。在向量表中， DCD 分配了一堆内存，并且以 ESR 的入口地址初始化它们。

4. 复位程序

AREA |.text|, CODE, READONLY

定义一个名称为.text 的代码段，可读。

Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT __main
IMPORT SystemInit
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP

复位子程序是系统上电后第一个执行的程序，调用 SystemInit 函数初始化系统时钟，然后调用 C 库函数_mian，最终调用 main 函数去到 C 的世界。

WEAK：表示弱定义，如果外部文件优先定义了该标号则首先引用该标号，如果外部文件没有声明也不会出错。这里表示复位子程序可以由用户在其他文件重新实现，这里并不是唯一的。

IMPORT：表示该标号来自外部文件，跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。这里表示 SystemInit 和__main 这两个函数均来自外部的文件。

SystemInit()是一个标准的库函数，在 system_gd32f20x.c这个库文件总定义。主要作用是配置系统时钟，这里调用这个函数之后，单片机的系统时钟配被配置为 120M。__main 是一个标准的 C 库函数，主要作用是初始化用户堆栈，并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。

LDR、 BLX、 BX 是 CM4 内核的指令，具体作用见下表：

5. 中断服务程序

在启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数，跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的，真正的中断复服务程序需要我们在外部的 C 文件里面重新实现，这里只是提前占了一个位置而已。

如果我们在使用某个外设的时候，开启了某个中断，但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错，那当中断来临的时，程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中，并且在这个空函数中无限循环，即程序就死在这里。

;/* dummy Exception Handlers */
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

Default_Handler PROC
; /* external interrupts handler */
EXPORT WWDGT_IRQHandler [WEAK]
EXPORT LVD_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TAMPER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT RTC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT FMC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT RCU_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA0_Channel6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ADC0_1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN0_TX_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN0_RX0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN0_RX1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN0_EWMC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI5_9_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER0_BRK_TIMER8_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER0_UP_TIMER9_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER0_TRG_CMT_TIMER10_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER0_Channel_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C0_EV_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C0_ER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C1_EV_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C1_ER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SPI0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SPI1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXTI10_15_IRQHandler [WEAK]
EXPORT RTC_Alarm_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USBFS_WKUP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER7_BRK_TIMER11_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER7_UP_TIMER12_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER7_TRG_CMT_TIMER13_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER7_Channel_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ADC2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT EXMC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SDIO_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT SPI2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT UART3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT UART4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TIMER6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel2_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel3_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel4_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ENET_IRQHandler [WEAK]
EXPORT ENET_WKUP_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_TX_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_RX0_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_RX1_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAN1_EWMC_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USBFS_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DMA1_Channel6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT USART5_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C2_EV_IRQHandler [WEAK]
EXPORT I2C2_ER_IRQHandler [WEAK]
EXPORT DCI_IRQHandler [WEAK]
EXPORT CAU_IRQHandler [WEAK]
EXPORT HAU_TRNG_IRQHandler [WEAK]
EXPORT UART6_IRQHandler [WEAK]
EXPORT UART7_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TLI_IRQHandler [WEAK]
EXPORT TLI_ER_IRQHandler [WEAK]

;/* external interrupts handler */
WWDGT_IRQHandler
LVD_IRQHandler
TAMPER_IRQHandler
RTC_IRQHandler
FMC_IRQHandler
RCU_IRQHandler
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
DMA0_Channel0_IRQHandler
DMA0_Channel1_IRQHandler
DMA0_Channel2_IRQHandler
DMA0_Channel3_IRQHandler
DMA0_Channel4_IRQHandler
DMA0_Channel5_IRQHandler
DMA0_Channel6_IRQHandler
ADC0_1_IRQHandler
CAN0_TX_IRQHandler
CAN0_RX0_IRQHandler
CAN0_RX1_IRQHandler
CAN0_EWMC_IRQHandler
EXTI5_9_IRQHandler
TIMER0_BRK_TIMER8_IRQHandler
TIMER0_UP_TIMER9_IRQHandler
TIMER0_TRG_CMT_TIMER10_IRQHandler
TIMER0_Channel_IRQHandler
TIMER1_IRQHandler
TIMER2_IRQHandler
TIMER3_IRQHandler
I2C0_EV_IRQHandler
I2C0_ER_IRQHandler
I2C1_EV_IRQHandler
I2C1_ER_IRQHandler
SPI0_IRQHandler
SPI1_IRQHandler
USART0_IRQHandler
USART1_IRQHandler
USART2_IRQHandler
EXTI10_15_IRQHandler
RTC_Alarm_IRQHandler
USBFS_WKUP_IRQHandler
TIMER7_BRK_TIMER11_IRQHandler
TIMER7_UP_TIMER12_IRQHandler
TIMER7_TRG_CMT_TIMER13_IRQHandler
TIMER7_Channel_IRQHandler
ADC2_IRQHandler
EXMC_IRQHandler
SDIO_IRQHandler
TIMER4_IRQHandler
SPI2_IRQHandler
UART3_IRQHandler
UART4_IRQHandler
TIMER5_IRQHandler
TIMER6_IRQHandler
DMA1_Channel0_IRQHandler
DMA1_Channel1_IRQHandler
DMA1_Channel2_IRQHandler
DMA1_Channel3_IRQHandler
DMA1_Channel4_IRQHandler
ENET_IRQHandler
ENET_WKUP_IRQHandler
CAN1_TX_IRQHandler
CAN1_RX0_IRQHandler
CAN1_RX1_IRQHandler
CAN1_EWMC_IRQHandler
USBFS_IRQHandler
DMA1_Channel5_IRQHandler
DMA1_Channel6_IRQHandler
USART5_IRQHandler
I2C2_EV_IRQHandler
I2C2_ER_IRQHandler
DCI_IRQHandler
CAU_IRQHandler
HAU_TRNG_IRQHandler
UART6_IRQHandler
UART7_IRQHandler
TLI_IRQHandler
TLI_ER_IRQHandler

B .
ENDP

B：跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’，即表示无线循环

6. 用户堆栈初始化

ALIGN

ALIGN：对指令或者数据存放的地址进行对齐，后面会跟一个立即数。缺省表示 4 字节对齐。

; user Initial Stack & Heap

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 PROC
LDR R0, = Heap_Mem
LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)
LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
LDR R3, = Stack_Mem
BX LR
ENDP

ALIGN

ENDIF

END

首先判断是否定义了__MICROLIB ，如果定义了这个宏则赋予标号__initial_sp（栈顶地址）、 __heap_base（堆起始地址）、 __heap_limit（堆结束地址）全局属性，可供外部文件调用。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置。然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。

如果没有定义 __MICROLIB ，则才用双段存储器模式，且声明标号__user_initial_stackheap 具有全局属性，让用户自己来初始化堆栈。

IF,ELSE,ENDIF：汇编的条件分支语句，跟 C 语言的 if ,else 类似

END：文件结束

部分内容参考博客：https://www.cnblogs.com/wenshinlee/p/8859227.html

https://blog.csdn.net/sun_boy_boy_sun/article/details/86667980

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