新手如何设计和看懂ARM的启动代码？

基于ARM的芯片多数为复杂的片上系统。这种复杂系统里的多数硬件模块都是可配置的。需要由软件来设置其需要的工作状态。因此在用户的应用程序之前，需要由专门的一段代码来完成对系统的初始化。由于这类代码直接面对处理器内核和硬件控制器进行编程，一般都是用汇编语言。

启动代码是芯片复位后进入C语言的main()函数前执行的一段代码，主要是为运行C语言程序提供基本运行环境，如初始化存储器系统等。ARM公司只设计内核，不自己生产芯片，只是把内核授权给其它厂商，其它厂商购买了授权且加入自己的外设后生产出各具特色的芯片。这样就促进了基于ARM处理器核的芯片多元化，但也使得每一种芯片的启动代码差别很大，不易编写出统一的启动代码。ADS(针对ARM处理器核的C语言编译器)的策略是不提供完整的启动代码，启动代码不足部分或者由厂商提供，或者自己编写。

ARM的启动代码类似于电脑中的BIOS，它从系统上电开始接管CPU，依次需要负责初始化 CPU在各种模式下的堆栈空间、设定CPU的内存映射、对系统的各种控制寄存器做初始化、对CPU的外部存储器进行初始化、设定各外围设备的基地址、创建正确的中断向量表、为C代码执行创建ZI(零创建)区，然后进入到C代码。 在C代码中继续对时钟、RS232端口进行初始化，然后打开系统中断允许位。最后进入到应用代码中执行，执行期间响应各种不同的中断信号并调用预先设置好的中断服务程序处理这些中断。

一般ARM的启动代码中通用的内容包括：

中断向量表

初始化存储器系统

初始化堆栈

初始化有特殊要求的端口,设备

初始化用户程序执行环境

改变处理器模式

呼叫主应用程序

以stm32的启动文件为例，stm32的启动文件一般都是包含在具体单片机型号的汇编文件中(.s文件)，下图为启动文件的简述(description)

和我们预想的差不多，该启动文件主要包含了初始化主堆栈指针(MSP)、初始化程序指针(PC)、初始化中断向量表、配置系统时钟和外部Sram(可选)、跳转到main函数

第一部分配置堆和栈的大小(Stack_size Heap_size)

Stack_Size EQU 0x400

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem SPACE Stack_Size

__initial_sp

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;定义栈，可初始为0，8字节对齐 (堆代码类似相同功能)

Stack_Mem SPACE Stack_Size ;分配0x400个连续字节，并初始化为0 (堆代码类似相同功能)

__initial_sp ;汇编代码地址标号 (堆代码类似相同功能)

PRESERVE8 ;指定当前文件堆栈8字节对齐

THUMB ;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

第二部分定义中断向量表

; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset

AREA RESET, DATA, READONLY

EXPORT __Vectors

EXPORT __Vectors_End

EXPORT __Vectors_Size

__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

AREA RESET, DATA, READONLY ;定义复位向量段，只读

EXPORT __Vectors ;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 ; 给__initial_sp分配4字节32位的地址0x0

DCD Reset_Handler ; 给标号Reset Handler分配地址为0x00000004

DCD NMI_Handler ; 给标号NMI Handler分配地址0x00000008

DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler

DCD ……

__Vectors_End

第三部分Reset_Handler 及假异常处理程序的定义

AREA |.text|, CODE, READONLY ;代码段定义为只读

Reset_Handler PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT SystemInit

IMPORT __main

LDR R0, =SystemInit //把SystemInit 的地址加载到寄存器R0。

BLX R0 //程序跳转到R0 中的地址执行程序

LDR R0, =__main //把_main 的地址加载到寄存器R0

BX R0 //程序跳转到R0 中的地址执行程序，执行完毕之后就去到我们熟知的C 世界。

ENDP //表示子程序的结束