71、【OS】【Nuttx】【启动】启动函数分析
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背景
接之前的 blog
【OS】【Nuttx】【启动】向量表内容
【OS】【Nuttx】【构建】防止代码被优化
【OS】【Nuttx】【构建】配置 stm32 工程
分析了启动中的关键内容向量表，还分析了点配置，和代码优化技巧，现在来 stm32 启动函数分析
启动函数
stm32f429 的启动函数位于 stm32_start.c 文件
开头这里两个问题：
- 局部变量定义的时候，没有初始化，局部变量的地址位于栈上，栈里的内容是不确定的，所以对局部变量定义的时候，就应该做好初始化
- 变量定义得太早了，和使用变量的地方离的很远，不是好的代码实践，最好变量在哪里使用，就在哪里定义
接下来是一段通过配置项 CONFIG_ARMV7M_STACKCHECK 可选的内容
该功能用于是否启用栈保护，防止栈溢出，下面简单看下这个功能
- 首先是注释，在系统启动早期（启动函数执行的第一条指令），调用任何函数之前，设置一个栈的限制范围，用来做栈溢出检查保护
- 然后这里是一条关键的 gcc 内联汇编指令，将当前栈指针寄存器 sp 减去一个偏移值 ，结果保存到寄存器 r10 中，用 r10 寄存器来保存栈底（物理上的），或者叫栈的限制地址
- “r”(CONFIG_IDLETHREAD_STACKSIZE - 64) 这里表示把这个计算结果先放到一个通用寄存器里，前面的 %0 表示输入的第一个参数，也就是那个放入通用寄存器的计算结果，比如 gcc 可以翻译成下面这种形式，用户不需要关心具体用了哪个寄存器，gcc 会自动分配一个可用的寄存器，比如 r2，r3 等
mov r3, #1024-64 ; CONFIG_IDLETHREAD_STACKSIZE 配置为 1024
sub r10, sp, r3
所以总结一下，当前栈指针是 sp，指向栈顶（向下增长，从高地址到低地址）。
栈的总大小是 CONFIG_IDLETHREAD_STACKSIZE，从栈顶往下减去这个大小，得到栈的底部地址，再加回去 64 字节，作为一个警戒区域，提前预警栈溢出，这个警戒区域地址保存在 r10 中，在后续运行过程中，可以通过比较 sp 和 r10 来判断是否发生了栈溢出
这里再提三个点，首先是通用寄存器，官方文档 《Arm Cortex-M4 Processor Technical Reference Manual.pdf》描述如下
这里挑几个重点讲：
- R0-R12 都是是32位通用寄存器，可以用于存储临时数据，函数参数传递，存储返回值，比如 R0，还有地址计算等
- 在指令层面，这部分通用寄存器被进一步划分为两类：Low registers（范围 R0 - R7），可以被所有 16 位和 32 位指令访问；High registers（范围 R8 - R12）只能被 32 位指令访问，大部分 16 位指令不能使用
- 注意，这里的分类不是说 R0-R7 只能使用16位指令，而是某些 16 位 Thumb 指令 只能操作 R0-R7，保持与早期 Thumb 指令集的兼容性，并提高代码密度，Cortex-M 支持 Thumb-2 指令集（16位 + 32位），在 Thumb-2 中，完全可以用 32 位指令访问所有寄存器（R0-R12 都可以）
这里使用 R10 通用寄存器作为存储栈溢出警戒区的寄存器，至于为什么用这个寄存器，后面文章再分析
今天先到这里吧，剩下的下篇 blog 再分析