FSP库启动文件说明

RA生态工作室 2024-06-04 461

描述

本篇文章主要是介绍FSP在e2 studio下生成的启动文件的代码说明，让用户对瑞萨RA MCU的启动过程有个初步了解。

瑞萨灵活软件包（FSP）是一个灵活配置的软件包，旨在提供易于使用、可扩展、高质量的嵌入式系统设计软件。它适用于RA系列的MCU，提供了统一直观的API，并有详细的解释和例程应用，可以按照客户不同的需求自动生成相应驱动程序。

启动文件是程序上电复位后执行的第一个程序。它一般包括如下几个：

1.初始化堆栈

2.使能FPU

3.定位中断向量表

4.配置系统时钟

5.启用CORTEX-M33栈监视器

6.初始化C语言运行环境

7.初始化变量SystemCoreClock，这个变量存放的是处理器时钟的频率

8.初始化用于触发NVIC中断的ELC（事件链接控制）

9.BSP初始化

3.1 栈区（Stack）

一种顺序数据结构，满足后进先出原则。由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。栈特别方便用来保存/恢复调用现场。在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并待到调用结束后，函数的返回值也会被存放回栈中。如果函数调用时，如果函数参数和局部变量较多，寄存器放不下，则需要适当增加栈区的大小。

3.2 堆区（heap）

通常由程序员手动分配，使用malloc和free进行分配和释放。注意，使用完需及时释放(free)，否则容易造成内存泄漏。

3.3 e2 Studio中堆栈的设置

宏“BSP_CFG_STACK_MAIN_BYTES”可以在FSP Configuration的“BSP”属性栏中的“RA Common”中通过修改“Main stack size”设置，默认为1KB（0x400 Byte）。

宏“BSP_CFG_HEAP_BYTES”可以在FSP Configuration的“BSP”属性栏中的“RA Common”中通过修改“Heap size”设置，默认为1KB（0x400 Byte）。如图3-3-1所示。

图3-3-1 堆栈区的大小设置

g_main_stack和g_heap分别代表主栈和堆区的数组，后面还有属性修饰。

“BSP_PLACE_IN_SECTION(BSP_SECTION_STACK)”，宏展开后为“__attribute__((section( “.stack”))) __attribute__((__used__))”

“BSP_PLACE_IN_SECTION(BSP_SECTION_HEAP)”，宏展开后为“__attribute__((section( “.heap”))) __attribute__((__used__))”

其修饰属性解释如下：

__attribute__((section( “参数名”)))：可以将变量定义到指定的输入段“参数名”中。

__attribute__((__used__))：参数“__used__”告诉编译器，这个变量会被使用，即使在编译器优化时没有被显式地调用。这个属性可以防止编译器将未使用的函数或变量优化掉,确保它们在程序中存在。

图3-3-2 堆栈区数组属性修饰

代码中的“BSP_ALIGN_VARIABLE(BSP_STACK_ALIGNMENT)” ，宏展开后为“__attribute__((aligned(8)))”，代表堆栈区在分配时，会按照8字节对齐方式进行。

__attribute__((weak))：用户可以在用户文件中重新定义一个同名函数，最终编译器编译的时候，会选择用户定义的函数，如果用户没有重新定义这个函数，那么编译器就会执行_weak 声明的函数，并且编译器不会报错。所以我们可以在别的地方定义一个相同名字的函数。该函数不能在同一个.C文件中。

图3-3-2 函数属性宏定义

定义一个中断向量指针数组__Vectors[16],将此表放入到“.fixed_vectors”的输入段中。

图4-1 中断向量表定义

系统上电或复位后直接执行入口函数Reset_Handler（），包括两个函数：SystemInit()和main()。SystemInit()主要是用BSP对系统进行初始化，随后通过main函数进入用户代码。BSP负责使MCU从复位状态进入到用户的应用程序。在到达用户的应用程序之前，BSP设置堆栈、时钟、中断、C语言运行环境和堆栈监视器。

图5-1 入口函数调用

图6-1 系统函数初始化

通过e2 studio打开Memory Usage，可以看到各段的定义名称，起止地址，占用容量大小、对齐方式等。也可以通过打开工程文件夹下\e2studio\Debug\*.map文件。

图7-1 内存函数分配

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