以下介紹項目中的startup和ld文件, 以及HC32L110的啟動機制, 因為是面向 GCC Arm Embedded 工具鏈的版本, 所以 startup 代碼和 ld 連接描述腳本都依據 GCC Arm 工具鏈的格式. ...
目錄
- HC32L110(一) HC32L110晶元介紹和Win10下的燒錄
- HC32L110(二) HC32L110在Ubuntu下的燒錄
- HC32L110(三) HC32L110的GCC工具鏈和VSCode開發環境
- HC32L110(四) HC32L110的startup啟動文件和ld連接腳本
- HC32L110(五) Ubuntu20.04 VSCode的Debug環境配置
以下介紹項目中的startup和ld文件, 以及HC32L110的啟動機制
倉庫地址: https://github.com/IOsetting/hc32l110-template
如果轉載, 請註明出處.
關於
因為是面向 GCC Arm Embedded 工具鏈的版本, 所以 startup 代碼和 ld 連接描述腳本都依據 GCC Arm 工具鏈的格式.
Startup文件說明
startup_hc32l110.c 文件位於 Libraries/CMSIS
// 為下麵的 uint32_t 等類型引入定義
#include <stdint.h>
// 將 ptr_func_t 定義為函數指針
typedef void (*ptr_func_t)();
// 下麵這三個 __data 開頭的變數是一組, 用於載入變數預先定義的值. 這些地址在連接階段, 根據區域的實際情況被賦值
// __data_start 是載入的目標起始地址
extern uint32_t __data_start;
// __data_end 是載入的目標結束地址
extern uint32_t __data_end;
// 載入值的來源
extern uint32_t __data_load;
// __bss 開頭的變數, 代表啟動時需要清零的變數, __bss_start 和 __bss_end 分別代表了記憶體的起始和結束地址, 也是連接階段會賦值
extern uint32_t __bss_start;
extern uint32_t __bss_end;
extern uint32_t __heap_start;
extern uint32_t __stacktop;
// 初始化, 在進入main函數之前需要執行的方法列表
extern ptr_func_t __init_array_start[];
extern ptr_func_t __init_array_end[];
// 引入外部定義的 SystemInit 和 main 方法
extern int main(void);
extern void SystemInit(void);
// 弱函數別名, 在對應的函數未定義時, 會調用別名對應的函數
#define WEAK_ALIAS(x) __attribute__ ((weak, alias(#x)))
// 下麵這些都是中斷函數
/* Cortex M3 core interrupt handlers */
void Reset_Handler(void);
void NMI_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
void HardFault_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
void SVC_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
void PendSV_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
void SysTick_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
// 直接用中斷號作為函數名, 具體的對應關係在 ddl.h 中,
// 這些是沿用官方DDL驅動代碼, 將來會替換為直接調用實際的中斷處理函數
void IRQ000_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
void IRQ001_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
void IRQ002_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
// 中間略
void IRQ031_Handler(void) WEAK_ALIAS(Dummy_Handler);
/* 將 __stacktop 初始地址記錄到 __stack_init.
關於 used 的定義: 即是未被使用, 編譯後也需要保留
This attribute, attached to a function, means that code must be emitted
for the function even if it appears that the function is not referenced.
This is useful, for example, when the function is referenced only in
inline assembly.
*/
__attribute__((section(".stack"), used)) uint32_t *__stack_init = &__stacktop;
/* Stack top and vector handler table
中斷向量表, 這些函數, 和前面的定義需要一致. 這些函數的實際邏輯在 ddl.h 和 ddl.c中定義.
*/
__attribute__ ((section(".vectors"), used)) void *vector_table[] = {
Reset_Handler,
NMI_Handler,
HardFault_Handler,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
SVC_Handler,
0,
0,
PendSV_Handler,
SysTick_Handler,
IRQ000_Handler,
IRQ001_Handler,
IRQ002_Handler,
IRQ003_Handler,
// 中間略
IRQ029_Handler,
IRQ030_Handler,
IRQ031_Handler};
/*
最重要的, 重啟後的初始化方法, 由ld文件中的 ENTRY(Reset_Handler) 指定
*/
__attribute__((used)) void Reset_Handler(void)
{
uint32_t *src, *dst;
/* 從 Flash 到 RAM 複製變數值 */
src = &__data_load;
dst = &__data_start;
while (dst < &__data_end) *dst++ = *src++;
/* 清空 bss section */
dst = &__bss_start;
while (dst < &__bss_end) *dst++ = 0;
// 這裡調用前面聲明的 SystemInit
SystemInit();
// 調用初始化函數列表
for (const ptr_func_t *f = __init_array_start; f < __init_array_end; f++)
{
(*f)();
}
// 調用前面聲明的main
main();
}
// 預設的中斷處理方法
void Dummy_Handler(void)
{
while (1);
}
LD文件說明
以hc32l110x4.ld為例
/* MEMORY 記憶體塊配置, 格式為
MEMORY
{
name [(attr)] : ORIGIN = origin, LENGTH = len
…
}
*/
MEMORY
{
FLASH (rx): ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 16K
RAM (rwx): ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 2K
}
// 運行一個程式時第一個被執行到的指令稱為"入口點", 預設是start, 可以使用"ENTRY"連接腳本命令來設置入口點.參數是一個符號名
ENTRY(Reset_Handler)
/* "SECTIONS"命令是鏈接腳本中最重要的部分, 段命令格式如下, 會包含多個 secname, 區域必須已經在MEMORY中定義
SECTIONS {
...
secname start BLOCK(align) (NOLOAD) : AT ( ldadr )
{ contents } >region :phdr =fill
...
}
*/
SECTIONS
{
// 當前地址為FLASH區域起始地址
. = ORIGIN(FLASH);
//
.text : {
// KEEP 命令主要作用是防止垃圾收集機制把這幾個重要的節排除在外，另外也保證堆棧和向量表在段中的位置處於最頂端
KEEP(*(.stack))
// 對應startup裡面的 section(".vectors")
KEEP(*(.vectors))
KEEP(*(.vectors*))
// .text: 所有的編譯出來的代碼段，都放在這裡
KEEP(*(.text))
// 通過 ALIGN 命令, 將當前地址指針調整到4位元組對齊
. = ALIGN(4);
*(.text*)
. = ALIGN(4);
// 常量數據的代碼段
KEEP(*(.rodata))
*(.rodata*)
// 當前指針, 調節到4位元組對齊後的地址
. = ALIGN(4);
} >FLASH // 這個段放在名為FLASH的記憶體塊
// 初始化方法指針隊列
.init_array ALIGN(4): {
__init_array_start = .;
KEEP(*(.init_array))
__init_array_end = .;
} >FLASH
__stacktop = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);
// LOADADDR(.data) 獲取.data段的載入地址(lma)，也就是data段在Flash中存放的起始地址
__data_load = LOADADDR(.data);
// 當前地址為 RAM 區域起始地址
. = ORIGIN(RAM);
// 數據部分, 可以看下麵對 __data_start 和 __data_end 的賦值方式
.data ALIGN(4) : {
__data_start = .;
*(.data)
*(.data*)
. = ALIGN(4);
__data_end = .;
} >RAM AT >FLASH // 這些變數位於RAM, 值會從FLASH的對應區域載入
/* 可以看下麵對 __bss_start 和 __bss_end 的賦值方式
關於 NOLOAD: The `(NOLOAD)' directive will mark a section to not be loaded
at run time. The linker will process the section normally, but will mark
it so that a program loader will not load it into memory
就是會正常連接, 但是運行時不載入記憶體
*/
.bss ALIGN(4) (NOLOAD) : {
__bss_start = .;
*(.bss)
*(.bss*)
. = ALIGN(4);
__bss_end = .;
*(.noinit)
*(.noinit*)
} >RAM // 這些變數位於RAM
. = ALIGN(4);
__heap_start = .;
}
參考
- GNU linker ld (GNU Binutils) version 2.39 https://sourceware.org/binutils/docs-2.39/ld/index.html
- GCC鏈接腳本(.ld)文件詳解 https://blog.csdn.net/a2529280665/article/details/121576020
