Cortex-M软件结构
一 程序映像
程序映像指的是程序存储器，对于大多数芯片来讲，一般为flash，flash中不仅存储了用户的程序代码还有其它多种软件部分：
- 向量表
- 复位处理/启动代码
- C启动代码
- 应用代码
- C运行时库函数
- 其它数据
1 向量表
ARM Cortex-M处理器的向量表中包含每个异常和中断的起始地址，而对于Cortex-M0和Cortex-M0+处理器复位后，向量表定义在存储器空间的起始位置(地址为0x00000000)，向量表的第一个字节还定义了主栈指针的初始值，向量表是和设备相关的(取决于所支持的异常)，向量表一般是定义在启动代码中。
2 复位处理/启动代码
复位处理是可选的，若没有复位处理，则会直接执行C启动代码。复位处理中的代码在处理器从复位中退出时会立刻执行，有些情况下其中还会存在一些硬件初始化代码。对于使用CMSIS-CORE(Cortex-M处理器用的软件架构)的工程，复位处理执行SystemInit()函数，其会在跳转到C启动代码前设置时钟和PLL。
启动代码一般由微控制器厂商提供，有时还会在工具链软件中，其可能是C代码或汇编代码。
3 C启动代码
若使用C/C++或其他高级语言编程，处理器需要执行一些程序代码以设置程序执行环境(如设置全局变量以及SRAM中的初始值)，对于加载时未初始化的数据存储器中的变量，需要将他们初始化为0.若应用需要使用malloc()等C函数，C启动代码还需要初始化堆存储的数据变量，初始化后，C启动代码会跳转到main程序开头。
C启动代码会被工具链自动生成，因此是和工具链相关的，如果是完全用汇编编写的程序，则可能会不存在启动代码。对于ARM编译器，C启动代码的标号为__main,而GNU C编译器生成的启动代码标号一般为_start.
4 应用代码
应用代码一般是从main()开始的，其中包括用以执行所需任务的应用程序代码生成的指令，除了指令序列外，还有其它类型的数据：
- 变量初始值：函数或子例程中的局部变量需要被初始化，在程序执行期间会设置这些初始值。
- 程序代码中的常量，应用代码中的常量数据有多种：数据值、地址或外设寄存器以及常量字符串等。这些数据一般被称为文本数据，且在程序映像中会以多个名为文本池的形式分组出现。
- 有些应用可能还包含查找表、图形映像数据(如位图)等其他常量数据。
5 C库代码
在使用某些C/C++函数时，C库代码会被连接器插入程序映像中。另外，在进行浮点运算和除法等数据处理任务时可能也会包含C库代码。Cortex-M0和Cortex-M0+处理器不支持除法指令，除法运算一般由C库中的除法函数执行。
为了应对不同用途，有些开发工具会提供各种版本的C库。例如，对于Keil MDK或ARM Development Studio 5(DS-5),可以选择使用名为Microlib的特殊版本的C库。Microlib面向微控制器应用，并且体积非常小，但是无法提供标准C库的所有特性。对于不需要很高的数据处理能力且存储器需求非常紧张的应用，Microlib是降低代码大小的好方法。
对于不同的应用，C库代码可能不会出现在简单的C应用(无C库函数调用)或纯汇编语言工程中。
向量表必须放在存储器映像的开头处，程序映像的其他部分就有没有什么限制了。有些情况下，若程序存储器中各部分的布局有特殊的要求，则可以利用连接器脚本控制程序映像的生成。
6 其他数据
程序映像中还包含其它数据，例如全局变量和静态变量的初始值。
二 SRAM中的数据
处理器中的SRAM包含：
- 数据空间
- 栈空间
- 堆空间
1 数据空间
存储在RAM的末端，通常包含全局和静态变量。局部变量可以存储在处理器的寄存器中，或者放在栈中以减少RAM的使用，未使用函数中的局部变量不会占空存储器空间。
2 栈空间
栈空间，包括临时数据存储空间(一般的栈PUSH和POP操作)、局部变量的存储空间、函数调用时的参数传递、以及异常流程中的寄存器保存等。
Thumb指令集在处理器数据访问时非常高效，其使用栈指针(SP)相关的寻址模式，并且在很小的指令开销下就可以访问栈存储中的这些数据。
3 堆空间
堆存储是可选的，用于C函数中存储器空间的动态分配，如 alloc()或malloc()和其他使用这个功能的函数。为了保证这些函数能够正确分配存储空间，C启动代码需要初始化堆存储及其控制变量。
4 RAM空间分布
对于RAM处理器，还可以将程序代码赋值到内存中并从这里开始执行，但是对于多数微控制器应用，程序一般从Flash等非易失性存储器中开始执行。
将这些数据放到SRAM中的方法有很多种，一般是和工具链相关的。对于不具备OS的简单应用SRAM中存储器分布情况如下图。
对于有嵌入式OS的微控制器系统，每个任务的栈都是独立的。许多OS都允许软件开发人员定义每个任务/线程所需的栈大小，有些OS可能会将RAM分分割成多个部分，并将每个部分分配给一个任务，其中都包含各自的数据、栈和堆。
具有RTOS的多数系统都会使用下图左侧的数据布局，这里的全局和静态变量以及堆存储都是共用的。
三 微控制器启动流程
有些微控制器会包含一个独立的ROM，其中存储一段BootLoader程序，该程序会在微控制器执行Flash存储器中的用户程序前启动。这个过程是可选的，如果没有这段代码那么硬件复位之后，微控制器从向量表的首地址处取出一个字大小的数据，该数据就是栈指针。然后开始执行复位向量。
当处理器被复位之后，首先从0x0000 0000地址处读取两个字，第一个字为栈顶指针，第二个字为复位向量，决定程序执行的起始地址(复位处理)。
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