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  • 【转载】STM32 IAP 在线升级详解

    (扩展-IAP主要用于产品出厂后应用程序的更新作用,考虑到出厂时要先烧写IAP  再烧写APP应用程序要烧写2次增加工人劳动力基础上写了“STM32 IAP+APP ==>双剑合一”链接稍后发)

    一、在进入主题之前我们先了解一些必要的基础知识----stm32系列芯片的种类和型号

    startup_stm32f10x_cl.s 互联型的器件,STM32F105xx,STM32F107xx
    startup_stm32f10x_hd.s 大容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
    startup_stm32f10x_hd_vl.s 大容量的STM32F100xx
    startup_stm32f10x_ld.s 小容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
    startup_stm32f10x_ld_vl.s 小容量的STM32F100xx
    startup_stm32f10x_md.s 中容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
    startup_stm32f10x_md_vl.s 中容量的STM32F100xx  (我项目中用的是此款芯片 stm32f100CB)
    startup_stm32f10x_xl.s FLASH在512K到1024K字节的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx

    (例如:像stm32f103re 这个型号的 芯片flash是512k 的, 启动文件用startup_stm32f10x_xl.s  或者startup_stm32f10x_hd.s  都可以;)


    cl:互联型产品,stm32f105/107系列
    vl:超值型产品,stm32f100系列
    xl:超高密度产品,stm32f101/103系列
    ld:低密度产品,FLASH小于64K
    md:中等密度产品,FLASH=64 or 128
    hd:高密度产品,FLASH大于128

    二、在拿到ST公司官方的IAP 程序后 我们要思考几点:

            1.ST 官方IAP是什么针对什么芯片型号的,我们要用的又是什么芯片型号;

    2.我们要用官方IAP适合我们芯片的程序升级使用,要在原有的基础上做那些改变;

    (我的资源里有官方IAP源码:http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/6445811)

           

    初略看了一下IAP源码后,现在我们可以回答一下上面的2个问题了:

    1.官网刚下载的IAP针对的是stm32f103c8芯片的,所以他的启动代码文件选择的是 startup_stm32f10x_md.s,而我的芯片是stm32f100cb,所以我的启动代码文件选择的是  startup_stm32f10x_md_lv.s 

              2 .第二个问题就是今天我们要做详细分析才能回答的问题了;

              (1).知道了IAP官方源码的芯片和我们要用芯片的差异,首先我们要在源码的基础上做芯片级的改动;

    A.首先改变编译器keil的芯片型号上我们要改成我们的芯片类型---STM32F100CB;

     B.在keil的options for  targer 选项C/C++/PREPROMCESSOR symbols的Define栏里定义,把有关STM32F10X_MD的宏定义改成:STM32F10X_MD_VL

    也可以在STM32F10X.H里用宏定义

     
    1. /* Uncomment the line below according to the target STM32 device used in your

    2. application

    3. */

    4.  
    5. #if !defined (STM32F10X_LD) && !defined (STM32F10X_LD_VL) && !defined (STM32F10X_MD) && !defined (STM32F10X_MD_VL) && !defined (STM32F10X_HD) && !defined (STM32F10X_HD_VL) && !defined (STM32F10X_XL) && !defined (STM32F10X_CL)

    6. /* #define STM32F10X_LD */ /*!< STM32F10X_LD: STM32 Low density devices */

    7. /* #define STM32F10X_LD_VL */ /*!< STM32F10X_LD_VL: STM32 Low density Value Line devices */

    8. /* #define STM32F10X_MD */ /*!< STM32F10X_MD: STM32 Medium density devices */

    9. #define STM32F10X_MD_VL /*!< STM32F10X_MD_VL: STM32 Medium density Value Line devices */

    10. /* #define STM32F10X_HD */ /*!< STM32F10X_HD: STM32 High density devices */

    11. /* #define STM32F10X_HD_VL */ /*!< STM32F10X_HD_VL: STM32 High density value line devices */

    12. /* #define STM32F10X_XL */ /*!< STM32F10X_XL: STM32 XL-density devices */

    13. /* #define STM32F10X_CL */ /*!< STM32F10X_CL: STM32 Connectivity line devices */

    14. #endif

    15.  

    上面代码说的是如果没有定义 STM32F10X_MD_VL, 则宏定义 STM32F10X_MD_VL

    C.外部时钟问价在stm32f10x.h  依据实际修改,原文是 说如果没有宏定义外部时钟HES_VALUE的值,但是宏定义了stm32f10x_cl 则外部时钟设置为25MHZ, 否则外部时钟都设置为8MHZ;  我用的外部晶振是8MHZ的所以不必修改这部分代码;

     
    1. #if !defined HSE_VALUE

    2. #ifdef STM32F10X_CL

    3. #define HSE_VALUE ((uint32_t)25000000) // Value of the External oscillator in Hz

    [plain] view plain copy

    1. <code class="language-plain"> #else </code>  

    #define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000) //Value of the External oscillator in Hz #endif /* STM32F10X_CL */#endif /* HSE_VALUE */

    D.做系统主频时钟的更改

    system_stm32f10x.c的系统主频率,依实际情况修改 ;我用的芯片主频时钟是24MHZ;

     
    1.  
    2. #if defined (STM32F10X_LD_VL) || (defined STM32F10X_MD_VL) || (defined STM32F10X_HD_VL)

    3. /* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

    4. #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000

    5. #else

    6. /* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

    7. #define SYSCLK_FREQ_24MHz 24000000

    8. /* #define SYSCLK_FREQ_36MHz 36000000 */

    9. /* #define SYSCLK_FREQ_48MHz 48000000 */

    10. /* #define SYSCLK_FREQ_56MHz 56000000 */

    11. /*#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72000000*/

    12. #endif

    E.下面是关键部分操作了,在说这部分操作前我们先来说一下内存映射:

              下图在stm32f100芯片手册的29页,我们只截取关键部分


     

    从上图我们看出几个关键部分:

    1.内部flash 是从0x0800 0000开始 到0x0801 FFFF  结束,    0x0801FFFF-0x0800 0000= 0x20000 =128k    128也就是flash的大小;

    2.SRAM的开始地址是   0x2000 0000 ;

    我们要把我们的在线升级程序IAP放到FLASH里以0x0800 0000 开始的位置,   应用程序放APP放到以0x08003000开始的位置,中断向量表也放在0x0800 3000开始的位置;如图

    所以我们需要先查看一下misc.h文件中的中断向量表的初始位置宏定义为  NVIC_VectTab_Flash  0x0800 0000

    那么要就要设置编译器keil 中的  options  for target 的target选项中的 IROM1地址 为0x0800 0000 大小为 0x20000即128K;

                                                                                                       IRAM1地址为0x2000 0000  大小为0x2000;

    (提示:这一项IROM1 地址 即为当前程序下载到flash的地址的起始位置)

    下面我们来分析一下修改后的IAP代码:

     
    1. /*******************************************************************************

    2. * @函数名称 main

    3. * @函数说明 主函数

    4. * @输入参数 无

    5. * @输出参数 无

    6. * @返回参数 无

    7. *******************************************************************************/

    8. int main(void)

    9. {

    10. //Flash 解锁

    11. FLASH_Unlock();

    12.  
    13. //配置PA15管脚

    14. KEY_Configuration() ;

    15. //配置串口1

    16. IAP_Init();

    17. //PA15是否为低电平

    18. if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15) == 0x00)

    19. {

    20.  
    21. //执行IAP驱动程序更新Flash程序

    22.  
    23. SerialPutString(" ======================================================================");

    24. SerialPutString(" = (C) COPYRIGHT 2011 Lierda =");

    25. SerialPutString(" = =");

    26. SerialPutString(" = In-Application Programming Application (Version 1.0.0) =");

    27. SerialPutString(" = =");

    28. SerialPutString(" = By wuguoyan =");

    29. SerialPutString(" ======================================================================");

    30. SerialPutString(" ");

    31. Main_Menu ();

    32. }

    33. //否则执行用户程序

    34. else

    35. {

    36. //判断用处是否已经下载了用户程序,因为正常情况下此地址是栈地址

    37. //若没有这一句话,即使没有下载程序也会进入而导致跑飞。

    38. if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)

    39. {

    40. SerialPutString("Execute user Program ");

    41. //跳转至用户代码

    42. JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4);

    43. Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;

    44.  
    45. //初始化用户程序的堆栈指针

    46. __set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);

    47. Jump_To_Application();

    48. }

    49. else

    50. {

    51. SerialPutString("no user Program ");

    52. }

    53. }

    这里重点说一下几句经典且非常重要的代码:

    第一句: if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)   //判断栈定地址值是否在0x2000 0000 - 0x 2000 2000之间

    怎么理解呢? (1),在程序里#define ApplicationAddress    0x8003000 ,*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress)  即取0x8003000开始到0x8003003 的4个字节的值, 因为我们的应用程序APP中设置把 中断向量表 放置在0x08003000 开始的位置;而中断向量表里第一个放的就是栈顶地址的值

    也就是说,这句话即通过判断栈顶地址值是否正确(是否在0x2000 0000 - 0x 2000 2000之间) 来判断是否应用程序已经下载了,因为应用程序的启动文件刚开始就去初始化化栈空间,如果栈顶值对了,说应用程已经下载了启动文件的初始化也执行了;

    第二句:    JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4);   [  common.c文件第18行定义了:  pFunction   Jump_To_Application;]
                          

    ApplicationAddress + 4  即为0x0800 3004 ,里面放的是中断向量表的第二项“复位地址”  JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); 之后此时JumpAddress

    第三句:    Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
     startup_stm32f10x_md_lv. 文件中别名  typedef  void (*pFunction)(void);     这个看上去有点奇怪;正常第一个整型变量   typedef  int  a;  就是给整型定义一个别名 a

     void (*pFunction)(void);   是声明一个函数指针,加上一个typedef 之后  pFunction只不过是类型 void (*)(void) 的一个别名;例如:

     
    1. pFunction a1,a2,a3;

    2.  
    3. void fun(void)

    4. {

    5. ......

    6. }

    7.  
    8. a1 = fun;

    所以,Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;  此时Jump_To_Application指向了复位函数所在的地址;

    第四 、五句: __set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);      \设置主函数栈指针
                   Jump_To_Application();                         \执行复位函数

    我们看一下启动文件startup_stm32f10x_md_vl。s 中的启动代码,更容易理解

    移植后的IAP代码在我的资源(如果是stm32f100cb的芯片可以直接用):http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/6475219

    三、我们来简单看下启动文件中的启动代码,分析一下这更有利于我们对IAP的理解: (下面这篇文章写的非常好,有木有!)

    下文来自于:http://blog.sina.com.cn/s/blog_69bcf45201019djx.html

    解析 STM32 的启动过程

    解析STM32的启动过程

    当前的嵌入式应用程序开发过程里,并且C语言成为了绝大部分场合的最佳选择。如此一来main函数似乎成为了理所当然的起点——因为C程序往往从main函数开始执行。但一个经常会被忽略的问题是:微控制器(单片机)上电后,是如何寻找到并执行main函数的呢?很显然微控制器无法从硬件上定位main函数的入口地址,因为使用C语言作为开发语言后,变量/函数的地址便由编译器在编译时自行分配,这样一来main函数的入口地址在微控制器的内部存储空间中不再是绝对不变的。相信读者都可以回答这个问题,答案也许大同小异,但肯定都有个关键词,叫“启动文件”,用英文单词来描述是“Bootloader”。

    无论性能高下,结构简繁,价格贵贱,每一种微控制器(处理器)都必须有启动文件,启动文件的作用便是负责执行微控制器从“复位”到“开始执行main函数”中间这段时间(称为启动过程)所必须进行的工作。最为常见的51,AVR或MSP430等微控制器当然也有对应启动文件,但开发环境往往自动完整地提供了这个启动文件,不需要开发人员再行干预启动过程,只需要从main函数开始进行应用程序的设计即可。

    话题转到STM32微控制器,无论是keil
    uvision4还是IAR EWARM开发环境,ST公司都提供了现成的直接可用的启动文件,程序开发人员可以直接引用启动文件后直接进行C应用程序的开发。这样能大大减小开发人员从其它微控制器平台跳转至STM32平台,也降低了适应STM32微控制器的难度(对于上一代ARM的当家花旦ARM9,启动文件往往是第一道难啃却又无法逾越的坎)。

    相对于ARM上一代的主流ARM7/ARM9内核架构,新一代Cortex内核架构的启动方式有了比较大的变化。ARM7/ARM9内核的控制器在复位后,CPU会从存储空间的绝对地址0x000000取出第一条指令执行复位中断服务程序的方式启动,即固定了复位后的起始地址为0x000000(PC = 0x000000)同时中断向量表的位置并不是固定的。而Cortex-M3内核则正好相反,有3种情况:
    1、 通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于SRAM区,即起始地址为0x2000000,同时复位后PC指针位于0x2000000处;
    2、 通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于FLASH区,即起始地址为0x8000000,同时复位后PC指针位于0x8000000处;
    3、 通过boot引脚设置可以将中断向量表定位于内置Bootloader区,本文不对这种情况做论述;
    而Cortex-M3内核规定,起始地址必须存放堆顶指针,而第二个地址则必须存放复位中断入口向量地址,这样在Cortex-M3内核复位后,会自动从起始地址的下一个32位空间取出复位中断入口向量,跳转执行复位中断服务程序。对比ARM7/ARM9内核,Cortex-M3内核则是固定了中断向量表的位置而起始地址是可变化的。
    有了上述准备只是后,下面以STM32的2.02固件库提供的启动文件“stm32f10x_vector.s”为模板,对STM32的启动过程做一个简要而全面的解析。
    程序清单一:
    ;文件“stm32f10x_vector.s”,其中注释为行号
    DATA_IN_ExtSRAM EQU 0 ;1
    Stack_Size EQU 0x00000400 ;2
    AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3 ;3
    Stack_Mem SPACE Stack_Size ;4
    __initial_sp ;5
    Heap_Size EQU 0x00000400 ;6
    AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3 ;7
    __heap_base ;8
    Heap_Mem SPACE Heap_Size ;9
    __heap_limit ;10
    THUMB ;11
    PRESERVE8 ;12
    IMPORT NMIException ;13
    IMPORT HardFaultException ;14
    IMPORT MemManageException ;15
    IMPORT BusFaultException ;16
    IMPORT UsageFaultException ;17
    IMPORT SVCHandler ;18
    IMPORT DebugMonitor ;19
    IMPORT PendSVC ;20
    IMPORT SysTickHandler ;21
    IMPORT WWDG_IRQHandler ;22
    IMPORT PVD_IRQHandler ;23
    IMPORT TAMPER_IRQHandler ;24
    IMPORT RTC_IRQHandler ;25
    IMPORT FLASH_IRQHandler ;26
    IMPORT RCC_IRQHandler ;27
    IMPORT EXTI0_IRQHandler ;28
    IMPORT EXTI1_IRQHandler ;29
    IMPORT EXTI2_IRQHandler ;30
    IMPORT EXTI3_IRQHandler ;31
    IMPORT EXTI4_IRQHandler ;32
    IMPORT DMA1_Channel1_IRQHandler ;33
    IMPORT DMA1_Channel2_IRQHandler ;34
    IMPORT DMA1_Channel3_IRQHandler ;35
    IMPORT DMA1_Channel4_IRQHandler ;36
    IMPORT DMA1_Channel5_IRQHandler ;37
    IMPORT DMA1_Channel6_IRQHandler ;38
    IMPORT DMA1_Channel7_IRQHandler ;39
    IMPORT ADC1_2_IRQHandler ;40
    IMPORT USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ;41
    IMPORT USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler ;42
    IMPORT CAN_RX1_IRQHandler ;43
    IMPORT CAN_SCE_IRQHandler ;44
    IMPORT EXTI9_5_IRQHandler ;45
    IMPORT TIM1_BRK_IRQHandler ;46
    IMPORT TIM1_UP_IRQHandler ;47
    IMPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler ;48
    IMPORT TIM1_CC_IRQHandler ;49
    IMPORT TIM2_IRQHandler ;50
    IMPORT TIM3_IRQHandler ;51
    IMPORT TIM4_IRQHandler ;52
    IMPORT I2C1_EV_IRQHandler ;53
    IMPORT I2C1_ER_IRQHandler ;54
    IMPORT I2C2_EV_IRQHandler ;55
    IMPORT I2C2_ER_IRQHandler ;56
    IMPORT SPI1_IRQHandler ;57
    IMPORT SPI2_IRQHandler ;58
    IMPORT USART1_IRQHandler ;59
    IMPORT USART2_IRQHandler ;60
    IMPORT USART3_IRQHandler ;61
    IMPORT EXTI15_10_IRQHandler ;62
    IMPORT RTCAlarm_IRQHandler ;63
    IMPORT USBWakeUp_IRQHandler ;64
    IMPORT TIM8_BRK_IRQHandler ;65
    IMPORT TIM8_UP_IRQHandler ;66
    IMPORT TIM8_TRG_COM_IRQHandler ;67
    IMPORT TIM8_CC_IRQHandler ;68
    IMPORT ADC3_IRQHandler ;69
    IMPORT FSMC_IRQHandler ;70
    IMPORT SDIO_IRQHandler ;71
    IMPORT TIM5_IRQHandler ;72
    IMPORT SPI3_IRQHandler ;73
    IMPORT UART4_IRQHandler ;74
    IMPORT UART5_IRQHandler ;75
    IMPORT TIM6_IRQHandler ;76
    IMPORT TIM7_IRQHandler ;77
    IMPORT DMA2_Channel1_IRQHandler ;78
    IMPORT DMA2_Channel2_IRQHandler ;79
    IMPORT DMA2_Channel3_IRQHandler ;80
    IMPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler ;81
    AREA RESET, DATA, READONLY ;82
    EXPORT __Vectors ;83
    __Vectors ;84
    DCD __initial_sp ;85
    DCD Reset_Handler ;86
    DCD NMIException ;87
    DCD HardFaultException ;88
    DCD MemManageException ;89
    DCD BusFaultException ;90
    DCD UsageFaultException ;91
    DCD 0 ;92
    DCD 0 ;93
    DCD 0 ;94
    DCD 0 ;95
    DCD SVCHandler ;96
    DCD DebugMonitor ;97
    DCD 0 ;98
    DCD PendSVC ;99
    DCD SysTickHandler ;100
    DCD WWDG_IRQHandler ;101
    DCD PVD_IRQHandler ;102
    DCD TAMPER_IRQHandler ;103
    DCD RTC_IRQHandler ;104
    DCD FLASH_IRQHandler ;105
    DCD RCC_IRQHandler ;106
    DCD EXTI0_IRQHandler ;107
    DCD EXTI1_IRQHandler ;108
    DCD EXTI2_IRQHandler ;109
    DCD EXTI3_IRQHandler ;110
    DCD EXTI4_IRQHandler ;111
    DCD DMA1_Channel1_IRQHandler ;112
    DCD DMA1_Channel2_IRQHandler ;113
    DCD DMA1_Channel3_IRQHandler ;114
    DCD DMA1_Channel4_IRQHandler ;115
    DCD DMA1_Channel5_IRQHandler ;116
    DCD DMA1_Channel6_IRQHandler ;117
    DCD DMA1_Channel7_IRQHandler ;118
    DCD ADC1_2_IRQHandler ;119
    DCD USB_HP_CAN_TX_IRQHandler ;120
    DCD USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler ;121
    DCD CAN_RX1_IRQHandler ;122
    DCD CAN_SCE_IRQHandler ;123
    DCD EXTI9_5_IRQHandler ;124
    DCD TIM1_BRK_IRQHandler ;125
    DCD TIM1_UP_IRQHandler ;126
    DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler ;127
    DCD TIM1_CC_IRQHandler ;128
    DCD TIM2_IRQHandler ;129
    DCD TIM3_IRQHandler ;130
    DCD TIM4_IRQHandler ;131
    DCD I2C1_EV_IRQHandler ;132
    DCD I2C1_ER_IRQHandler ;133
    DCD I2C2_EV_IRQHandler ;134
    DCD I2C2_ER_IRQHandler ;135
    DCD SPI1_IRQHandler ;136
    DCD SPI2_IRQHandler ;137
    DCD USART1_IRQHandler ;138
    DCD USART2_IRQHandler ;139
    DCD USART3_IRQHandler ;140
    DCD EXTI15_10_IRQHandler ;141
    DCD RTCAlarm_IRQHandler ;142
    DCD USBWakeUp_IRQHandler ;143
    DCD TIM8_BRK_IRQHandler ;144
    DCD TIM8_UP_IRQHandler ;145
    DCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler ;146
    DCD TIM8_CC_IRQHandler ;147
    DCD ADC3_IRQHandler ;148
    DCD FSMC_IRQHandler ;149
    DCD SDIO_IRQHandler ;150
    DCD TIM5_IRQHandler ;151
    DCD SPI3_IRQHandler ;152
    DCD UART4_IRQHandler ;153
    DCD UART5_IRQHandler ;154
    DCD TIM6_IRQHandler ;155
    DCD TIM7_IRQHandler ;156
    DCD DMA2_Channel1_IRQHandler ;157
    DCD DMA2_Channel2_IRQHandler ;158
    DCD DMA2_Channel3_IRQHandler ;159
    DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler ;160
    AREA |.text|, CODE, READONLY ;161
    Reset_Handler PROC ;162
    EXPORT Reset_Handler ;163
    IF DATA_IN_ExtSRAM == 1 ;164
    LDR R0,= 0x00000114 ;165
    LDR R1,= 0x40021014 ;166
    STR R0,[R1] ;167
    LDR R0,= 0x000001E0 ;168
    LDR R1,= 0x40021018 ;169
    STR R0,[R1] ;170
    LDR R0,= 0x44BB44BB ;171
    LDR R1,= 0x40011400 ;172
    STR R0,[R1] ;173
    LDR R0,= 0xBBBBBBBB ;174
    LDR R1,= 0x40011404 ;175
    STR R0,[R1] ;176
    LDR R0,= 0xB44444BB ;177
    LDR R1,= 0x40011800 ;178
    STR R0,[R1] ;179
    LDR R0,= 0xBBBBBBBB ;180
    LDR R1,= 0x40011804 ;181
    STR R0,[R1] ;182
    LDR R0,= 0x44BBBBBB ;183
    LDR R1,= 0x40011C00 ;184
    STR R0,[R1] ;185
    LDR R0,= 0xBBBB4444 ;186
    LDR R1,= 0x40011C04 ;187
    STR R0,[R1] ;188
    LDR R0,= 0x44BBBBBB ;189
    LDR R1,= 0x40012000 ;190
    STR R0,[R1] ;191
    LDR R0,= 0x44444B44 ;192
    LDR R1,= 0x40012004 ;193
    STR R0,[R1] ;194
    LDR R0,= 0x00001011 ;195
    LDR R1,= 0xA0000010 ;196
    STR R0,[R1] ;197
    LDR R0,= 0x00000200 ;198
    LDR R1,= 0xA0000014 ;199
    STR R0,[R1] ;200
    ENDIF ;201
    IMPORT __main ;202
    LDR R0, =__main ;203
    BX R0 ;204
    ENDP ;205
    ALIGN ;206
    IF :DEF:__MICROLIB ;207
    EXPORT __initial_sp ;208
    EXPORT __heap_base ;209
    EXPORT __heap_limit ;210
    ELSE ;211
    IMPORT __use_two_region_memory ;212
    EXPORT __user_initial_stackheap ;213
    __user_initial_stackheap ;214
    LDR R0, = Heap_Mem ;215
    LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size) ;216
    LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size) ;217
    LDR R3, = Stack_Mem ;218
    BX LR ;219
    ALIGN ;220
    ENDIF ;221
    END ;222
    ENDIF ;223
    END ;224
    如程序清单一,STM32的启动代码一共224行,使用了汇编语言编写,这其中的主要原因下文将会给出交代。现在从第一行开始分析:
     第1行:定义是否使用外部SRAM,为1则使用,为0则表示不使用。此语行若用C语言表达则等价于:
    #define DATA_IN_ExtSRAM 0
     第2行:定义栈空间大小为0x00000400个字节,即1Kbyte。此语行亦等价于:
    #define Stack_Size 0x00000400
     第3行:伪指令AREA,表示
     第4行:开辟一段大小为Stack_Size的内存空间作为栈。
     第5行:标号__initial_sp,表示栈空间顶地址。
     第6行:定义堆空间大小为0x00000400个字节,也为1Kbyte。
     第7行:伪指令AREA,表示
     第8行:标号__heap_base,表示堆空间起始地址。
     第9行:开辟一段大小为Heap_Size的内存空间作为堆。
     第10行:标号__heap_limit,表示堆空间结束地址。
     第11行:告诉编译器使用THUMB指令集。
     第12行:告诉编译器以8字节对齐。
     第13—81行:IMPORT指令,指示后续符号是在外部文件定义的(类似C语言中的全局变量声明),而下文可能会使用到这些符号。
     第82行:定义只读数据段,实际上是在CODE区(假设STM32从FLASH启动,则此中断向量表起始地址即为0x8000000)
     第83行:将标号__Vectors声明为全局标号,这样外部文件就可以使用这个标号。
     第84行:标号__Vectors,表示中断向量表入口地址。
     第85—160行:建立中断向量表。
     第161行:
     第162行:复位中断服务程序,PROC…ENDP结构表示程序的开始和结束。
     第163行:声明复位中断向量Reset_Handler为全局属性,这样外部文件就可以调用此复位中断服务。
     第164行:IF…ENDIF为预编译结构,判断是否使用外部SRAM,在第1行中已定义为“不使用”。
     第165—201行:此部分代码的作用是设置FSMC总线以支持SRAM,因不使用外部SRAM因此此部分代码不会被编译。
     第202行:声明__main标号。
     第203—204行:跳转__main地址执行。
     第207行:IF…ELSE…ENDIF结构,判断是否使用DEF:__MICROLIB(此处为不使用)。
     第208—210行:若使用DEF:__MICROLIB,则将__initial_sp,__heap_base,__heap_limit亦即栈顶地址,堆始末地址赋予全局属性,使外部程序可以使用。
     第212行:定义全局标号__use_two_region_memory。
     第213行:声明全局标号__user_initial_stackheap,这样外程序也可调用此标号。
     第214行:标号__user_initial_stackheap,表示用户堆栈初始化程序入口。
     第215—218行:分别保存栈顶指针和栈大小,堆始地址和堆大小至R0,R1,R2,R3寄存器。
     第224行:程序完毕。
    以上便是STM32的启动代码的完整解析,接下来对几个小地方做解释:
    1、 AREA指令:伪指令,用于定义代码段或数据段,后跟属性标号。其中比较重要的一个标号为“READONLY”或者“READWRITE”,其中“READONLY”表示该段为只读属性,联系到STM32的内部存储介质,可知具有只读属性的段保存于FLASH区,即0x8000000地址后。而“READONLY”表示该段为“可读写”属性,可知“可读写”段保存于SRAM区,即0x2000000地址后。由此可以从第3、7行代码知道,堆栈段位于SRAM空间。从第82行可知,中断向量表放置与FLASH区,而这也是整片启动代码中最先被放进FLASH区的数据。因此可以得到一条重要的信息:0x8000000地址存放的是栈顶地址__initial_sp,0x8000004地址存放的是复位中断向量Reset_Handler(STM32使用32位总线,因此存储空间为4字节对齐)。
    2、 DCD指令:作用是开辟一段空间,其意义等价于C语言中的地址符“&”。因此从第84行开始建立的中断向量表则类似于使用C语言定义了一个指针数组,其每一个成员都是一个函数指针,分别指向各个中断服务函数。
    3、 标号:前文多处使用了“标号”一词。标号主要用于表示一片内存空间的某个位置,等价于C语言中的“地址”概念。地址仅仅表示存储空间的一个位置,从C语言的角度来看,变量的地址,数组的地址或是函数的入口地址在本质上并无区别。
    4、 第202行中的__main标号并不表示C程序中的main函数入口地址,因此第204行也并不是跳转至main函数开始执行C程序。__main标号表示C/C++标准实时库函数里的一个初始化子程序__main的入口地址。该程序的一个主要作用是初始化堆栈(对于程序清单一来说则是跳转__user_initial_stackheap标号进行初始化堆栈的),并初始化映像文件,最后跳转C程序中的main函数。这就解释了为何所有的C程序必须有一个main函数作为程序的起点——因为这是由C/C++标准实时库所规定的——并且不能更改,因为C/C++标准实时库并不对外界开发源代码。因此,实际上在用户可见的前提下,程序在第204行后就跳转至.c文件中的main函数,开始执行C程序了。
    至此可以总结一下STM32的启动文件和启动过程。首先对栈和堆的大小进行定义,并在代码区的起始处建立中断向量表,其第一个表项是栈顶地址,第二个表项是复位中断服务入口地址。然后在复位中断服务程序中跳转¬¬C/C++标准实时库的__main函数,完成用户堆栈等的初始化后,跳转.c文件中的main函数开始执行C程序。假设STM32被设置为从内部FLASH启动(这也是最常见的一种情况),中断向量表起始地位为0x8000000,则栈顶地址存放于0x8000000处,而复位中断服务入口地址存放于0x8000004处。当STM32遇到复位信号后,则从0x80000004处取出复位中断服务入口地址,继而执行复位中断服务程序,然后跳转__main函数,最后进入mian函数,来到C的世界。

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