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STM32學習記錄18 IAP(2)

作者: 時間:2016-11-13 來源:網(wǎng)絡 收藏
(擴展-IAP主要用于產(chǎn)品出廠后應用程序的更新作用,考慮到出廠時要先燒寫IAP 再燒寫APP應用程序要燒寫2次增加工人勞動力基礎上寫了“STM32 IAP+APP ==>雙劍合一”鏈接稍后發(fā))

一、在進入主題之前我們先了解一些必要的基礎知識----stm32系列芯片的種類和型號:

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/201611/316194.htm

startup_stm32f10x_cl.s 互聯(lián)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 (我項目中用的是此款芯片 stm32f100CB)
startup_stm32f10x_xl.s FLASH在512K到1024K字節(jié)的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xx
(例如:像stm32f103re 這個型號的 芯片flash是512k 的, 啟動文件用startup_stm32f10x_xl.s 或者startup_stm32f10x_hd.s 都可以;)

cl:互聯(lián)型產(chǎn)品,stm32f105/107系列
vl:超值型產(chǎn)品,stm32f100系列
xl:超高密度產(chǎn)品,stm32f101/103系列
ld:低密度產(chǎn)品,F(xiàn)LASH小于64K
md:中等密度產(chǎn)品,F(xiàn)LASH=64 or 128
hd:高密度產(chǎn)品,F(xiàn)LASH大于128

二、在拿到ST公司官方的IAP 程序后 我們要思考幾點:

1.ST 官方IAP是什么針對什么芯片型號的,我們要用的又是什么芯片型號;

2.我們要用官方IAP適合我們芯片的程序升級使用,要在原有的基礎上做那些改變;

(我的資源里有官方IAP源碼:http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/6445811)

初略看了一下IAP源碼后,現(xiàn)在我們可以回答一下上面的2個問題了:

1.官網(wǎng)剛下載的IAP針對的是stm32f103c8芯片的,所以他的啟動代碼文件選擇的是startup_stm32f10x_md.s,而我的芯片是stm32f100cb,所以我的啟動代碼文件選擇的是 startup_stm32f10x_md_lv.s

2 .第二個問題就是今天我們要做詳細分析才能回答的問題了;

(1).知道了IAP官方源碼的芯片和我們要用芯片的差異,首先我們要在源碼的基礎上做芯片級的改動;

A.首先改變編譯器keil的芯片型號上我們要改成我們的芯片類型---STM32F100CB;

B.在keil的options for targer 選項C/C++/PREPROMCESSOR symbols的Define欄里定義,把有關STM32F10X_MD的宏定義改成:STM32F10X_MD_VL

也可以在STM32F10X.H里用宏定義
[plain]view plaincopy
  1. /*UncommentthelinebelowaccordingtothetargetSTM32deviceusedinyour
  2. application
  3. */
  4. #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)
  5. /*#defineSTM32F10X_LD*//*!
  6. /*#defineSTM32F10X_LD_VL*//*!
  7. /*#defineSTM32F10X_MD*//*!
  8. #defineSTM32F10X_MD_VL/*!
  9. /*#defineSTM32F10X_HD*//*!
  10. /*#defineSTM32F10X_HD_VL*//*!
  11. /*#defineSTM32F10X_XL*//*!
  12. /*#defineSTM32F10X_CL*//*!
  13. #endif

上面代碼說的是如果沒有定義 STM32F10X_MD_VL, 則宏定義STM32F10X_MD_VL

C.外部時鐘問價在stm32f10x.h 依據(jù)實際修改,原文是 說如果沒有宏定義外部時鐘HES_VALUE的值,但是宏定義了stm32f10x_cl 則外部時鐘設置為25MHZ, 否則外部時鐘都設置為8MHZ; 我用的外部晶振是8MHZ的所以不必修改這部分代碼;

[plain]view plaincopy
  1. #if!definedHSE_VALUE
  2. #ifdefSTM32F10X_CL
  3. #defineHSE_VALUE((uint32_t)25000000)//ValueoftheExternaloscillatorinHzde"class="plain">#else#defineHSE_VALUE((uint32_t)8000000)//ValueoftheExternaloscillatorinHz#endif/*STM32F10X_CL*/#endif/*HSE_VALUE*/

D.做系統(tǒng)主頻時鐘的更改

system_stm32f10x.c的系統(tǒng)主頻率,依實際情況修改 ;我用的芯片主頻時鐘是24MHZ;
[plain]view plaincopy
  1. #ifdefined(STM32F10X_LD_VL)||(definedSTM32F10X_MD_VL)||(definedSTM32F10X_HD_VL)
  2. /*#defineSYSCLK_FREQ_HSEHSE_VALUE*/
  3. #defineSYSCLK_FREQ_24MHz24000000
  4. #else
  5. /*#defineSYSCLK_FREQ_HSEHSE_VALUE*/
  6. #defineSYSCLK_FREQ_24MHz24000000
  7. /*#defineSYSCLK_FREQ_36MHz36000000*/
  8. /*#defineSYSCLK_FREQ_48MHz48000000*/
  9. /*#defineSYSCLK_FREQ_56MHz56000000*/
  10. /*#defineSYSCLK_FREQ_72MHz72000000*/
  11. #endif
E.下面是關鍵部分操作了,在說這部分操作前我們先來說一下內(nèi)存映射:
下圖在stm32f100芯片手冊的29頁,我們只截取關鍵部分


從上圖我們看出幾個關鍵部分:

1.內(nèi)部flash 是從0x0800 0000開始 到0x0801 FFFF 結束, 0x0801FFFF-0x0800 0000= 0x20000 =128k 128也就是flash的大??;

2.SRAM的開始地址是 0x2000 0000 ;

我們要把我們的在線升級程序IAP放到FLASH里以0x0800 0000 開始的位置, 應用程序放APP放到以0x08003000開始的位置,中斷向量表也放在0x0800 3000開始的位置;如圖

所以我們需要先查看一下misc.h文件中的中斷向量表的初始位置宏定義為 NVIC_VectTab_Flash 0x0800 0000

那么要就要設置編譯器keil 中的 options for target 的target選項中的 IROM1地址 為0x0800 0000 大小為 0x20000即128K;

IRAM1地址為0x2000 0000 大小為0x2000;

(提示:這一項IROM1 地址 即為當前程序下載到flash的地址的起始位置)

下面我們來分析一下修改后的IAP代碼:

[plain]view plaincopy
  1. /*******************************************************************************
  2. *@函數(shù)名稱main
  3. *@函數(shù)說明主函數(shù)
  4. *@輸入?yún)?shù)無
  5. *@輸出參數(shù)無
  6. *@返回參數(shù)無
  7. *******************************************************************************/
  8. intmain(void)
  9. {
  10. //Flash解鎖
  11. FLASH_Unlock();
  12. //配置PA15管腳
  13. KEY_Configuration();
  14. //配置串口1
  15. IAP_Init();
  16. //PA15是否為低電平
  17. if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15)==0x00)
  18. {
  19. //執(zhí)行IAP驅動程序更新Flash程序
  20. SerialPutString("rn======================================================================");
  21. SerialPutString("rn=(C)COPYRIGHT2011Lierda=");
  22. SerialPutString("rn==");
  23. SerialPutString("rn=In-ApplicationProgrammingApplication(Version1.0.0)=");
  24. SerialPutString("rn==");
  25. SerialPutString("rn=Bywuguoyan=");
  26. SerialPutString("rn======================================================================");
  27. SerialPutString("rnrn");
  28. Main_Menu();
  29. }
  30. //否則執(zhí)行用戶程序
  31. else
  32. {
  33. //判斷用處是否已經(jīng)下載了用戶程序,因為正常情況下此地址是棧地址
  34. //若沒有這一句話,即使沒有下載程序也會進入而導致跑飛。
  35. if(((*(__IOuint32_t*)ApplicationAddress)&0x2FFE0000)==0x20000000)
  36. {
  37. SerialPutString("ExecuteuserProgramrnn");
  38. //跳轉至用戶代碼
  39. JumpAddress=*(__IOuint32_t*)(ApplicationAddress+4);
  40. Jump_To_Application=(pFunction)JumpAddress;
  41. //初始化用戶程序的堆棧指針
  42. __set_MSP(*(__IOuint32_t*)ApplicationAddress);
  43. Jump_To_Application();
  44. }
  45. else
  46. {
  47. SerialPutString("nouserProgramrnn");
  48. }
  49. }

這里重點說一下幾句經(jīng)典且非常重要的代碼:

第一句: if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000) //判斷棧定地址值是否在0x2000 0000 - 0x 2000 2000之間

怎么理解呢? (1),在程序里#define ApplicationAddress 0x8003000 ,*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) 即取0x8003000開始到0x8003003 的4個字節(jié)的值, 因為我們的應用程序APP中設置把中斷向量表放置在0x08003000 開始的位置;而中斷向量表里第一個放的就是棧頂?shù)刂返闹?/p>

也就是說,這句話即通過判斷棧頂?shù)刂分凳欠裾_(是否在0x2000 0000 - 0x 2000 2000之間) 來判斷是否應用程序已經(jīng)下載了,因為應用程序的啟動文件剛開始就去初始化化棧空間,如果棧頂值對了,說應用程已經(jīng)下載了啟動文件的初始化也執(zhí)行了;

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

ApplicationAddress + 4 即為0x0800 3004 ,里面放的是中斷向量表的第二項“復位地址” JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); 之后此時JumpAddress

第三句: Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;
startup_stm32f10x_md_lv.文件中別名typedef void (*pFunction)(void); 這個看上去有點奇怪;正常第一個整型變量 typedef int a; 就是給整型定義一個別名 a

void (*pFunction)(void); 是聲明一個函數(shù)指針,加上一個typedef 之后 pFunction只不過是類型void (*)(void) 的一個別名;例如:

[cpp]view plaincopy
  1. pFunctiona1,a2,a3;
  2. voidfun(void)
  3. {
  4. ......
  5. }
  6. a1=fun;

所以,Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress; 此時Jump_To_Application指向了復位函數(shù)所在的地址;

第四 、五句:__set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress); \設置主函數(shù)棧指針
Jump_To_Application(); \執(zhí)行復位函數(shù)

我們看一下啟動文件startup_stm32f10x_md_vl。s 中的啟動代碼,更容易理解

移植后的IAP代碼在我的資源(如果是stm32f100cb的芯片可以直接用):http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/6475219

三、我們來簡單看下啟動文件中的啟動代碼,分析一下這更有利于我們對IAP的理解: (下面這篇文章寫的非常好,有木有?。?/p>

下文來自于:http://blog.sina.com.cn/s/blog_69bcf45201019djx.html

解析STM32的啟動過程

解析STM32的啟動過程

當前的嵌入式應用程序開發(fā)過程里,并且C語言成為了絕大部分場合的最佳選擇。如此一來main函數(shù)似乎成為了理所當然的起點——因為C程序往往從main函數(shù)開始執(zhí)行。但一個經(jīng)常會被忽略的問題是:微控制器單片機)上電后,是如何尋找到并執(zhí)行main函數(shù)的呢?很顯然微控制器無法從硬件上定位main函數(shù)的入口地址,因為使用C語言作為開發(fā)語言后,變量/函數(shù)的地址便由編譯器在編譯時自行分配,這樣一來main函數(shù)的入口地址在微控制器的內(nèi)部存儲空間中不再是絕對不變的。相信讀者都可以回答這個問題,答案也許大同小異,但肯定都有個關鍵詞,叫“啟動文件”,用英文單詞來描述是“Bootloader”。

無論性能高下,結構簡繁,價格貴賤,每一種微控制器(處理器)都必須有啟動文件,啟動文件的作用便是負責執(zhí)行微控制器從“復位”到“開始執(zhí)行main函數(shù)”中間這段時間(稱為啟動過程)所必須進行的工作。最為常見的51,AVR或MSP430等微控制器當然也有對應啟動文件,但開發(fā)環(huán)境往往自動完整地提供了這個啟動文件,不需要開發(fā)人員再行干預啟動過程,只需要從main函數(shù)開始進行應用程序的設計即可。

話題轉到STM32微控制器,無論是keil
uvision4還是IAR EWARM開發(fā)環(huán)境,ST公司都提供了現(xiàn)成的直接可用的啟動文件,程序開發(fā)人員可以直接引用啟動文件后直接進行C應用程序的開發(fā)。這樣能大大減小開發(fā)人員從其它微控制器平臺跳轉至STM32平臺,也降低了適應STM32微控制器的難度(對于上一代ARM的當家花旦ARM9,啟動文件往往是第一道難啃卻又無法逾越的坎)。

相對于ARM上一代的主流ARM7/ARM9內(nèi)核架構,新一代Cortex內(nèi)核架構的啟動方式有了比較大的變化。ARM7/ARM9內(nèi)核的控制器在復位后,CPU會從存儲空間的絕對地址0x000000取出第一條指令執(zhí)行復位中斷服務程序的方式啟動,即固定了復位后的起始地址為0x000000(PC = 0x000000)同時中斷向量表的位置并不是固定的。而Cortex-M3內(nèi)核則正好相反,有3種情況:
1、通過boot引腳設置可以將中斷向量表定位于SRAM區(qū),即起始地址為0x2000000,同時復位后PC指針位于0x2000000處;
2、通過boot引腳設置可以將中斷向量表定位于FLASH區(qū),即起始地址為0x8000000,同時復位后PC指針位于0x8000000處;
3、通過boot引腳設置可以將中斷向量表定位于內(nèi)置Bootloader區(qū),本文不對這種情況做論述;
而Cortex-M3內(nèi)核規(guī)定,起始地址必須存放堆頂指針,而第二個地址則必須存放復位中斷入口向量地址,這樣在Cortex-M3內(nèi)核復位后,會自動從起始地址的下一個32位空間取出復位中斷入口向量,跳轉執(zhí)行復位中斷服務程序。對比ARM7/ARM9內(nèi)核,Cortex-M3內(nèi)核則是固定了中斷向量表的位置而起始地址是可變化的。
有了上述準備只是后,下面以STM32的2.02固件庫提供的啟動文件“stm32f10x_vector.s”為模板,對STM32的啟動過程做一個簡要而全面的解析。
程序清單一:
;文件“stm32f10x_vector.s”,其中注釋為行號
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
如程序清單一,STM32的啟動代碼一共224行,使用了匯編語言編寫,這其中的主要原因下文將會給出交代。現(xiàn)在從第一行開始分析:
?第1行:定義是否使用外部SRAM,為1則使用,為0則表示不使用。此語行若用C語言表達則等價于:
#define DATA_IN_ExtSRAM 0
?第2行:定義??臻g大小為0x00000400個字節(jié),即1Kbyte。此語行亦等價于:
#define Stack_Size 0x00000400
?第3行:偽指令AREA,表示
?第4行:開辟一段大小為Stack_Size的內(nèi)存空間作為棧。
?第5行:標號__initial_sp,表示??臻g頂?shù)刂贰?br />?第6行:定義堆空間大小為0x00000400個字節(jié),也為1Kbyte。
?第7行:偽指令AREA,表示
?第8行:標號__heap_base,表示堆空間起始地址。
?第9行:開辟一段大小為Heap_Size的內(nèi)存空間作為堆。
?第10行:標號__heap_limit,表示堆空間結束地址。
?第11行:告訴編譯器使用THUMB指令集。
?第12行:告訴編譯器以8字節(jié)對齊。
?第13—81行:IMPORT指令,指示后續(xù)符號是在外部文件定義的(類似C語言中的全局變量聲明),而下文可能會使用到這些符號。
?第82行:定義只讀數(shù)據(jù)段,實際上是在CODE區(qū)(假設STM32從FLASH啟動,則此中斷向量表起始地址即為0x8000000)
?第83行:將標號__Vectors聲明為全局標號,這樣外部文件就可以使用這個標號。
?第84行:標號__Vectors,表示中斷向量表入口地址。
?第85—160行:建立中斷向量表。
?第161行:
?第162行:復位中斷服務程序,PROC…ENDP結構表示程序的開始和結束。
?第163行:聲明復位中斷向量Reset_Handler為全局屬性,這樣外部文件就可以調(diào)用此復位中斷服務。
?第164行:IF…ENDIF為預編譯結構,判斷是否使用外部SRAM,在第1行中已定義為“不使用”。
?第165—201行:此部分代碼的作用是設置FSMC總線以支持SRAM,因不使用外部SRAM因此此部分代碼不會被編譯。
?第202行:聲明__main標號。
?第203—204行:跳轉__main地址執(zhí)行。
?第207行:IF…ELSE…ENDIF結構,判斷是否使用DEF:__MICROLIB(此處為不使用)。
?第208—210行:若使用DEF:__MICROLIB,則將__initial_sp,__heap_base,__heap_limit亦即棧頂?shù)刂?,堆始末地址賦予全局屬性,使外部程序可以使用。
?第212行:定義全局標號__use_two_region_memory。
?第213行:聲明全局標號__user_initial_stackheap,這樣外程序也可調(diào)用此標號。
?第214行:標號__user_initial_stackheap,表示用戶堆棧初始化程序入口。
?第215—218行:分別保存棧頂指針和棧大小,堆始地址和堆大小至R0,R1,R2,R3寄存器。
?第224行:程序完畢。
以上便是STM32的啟動代碼的完整解析,接下來對幾個小地方做解釋:
1、AREA指令:偽指令,用于定義代碼段或數(shù)據(jù)段,后跟屬性標號。其中比較重要的一個標號為“READONLY”或者“READWRITE”,其中“READONLY”表示該段為只讀屬性,聯(lián)系到STM32的內(nèi)部存儲介質(zhì),可知具有只讀屬性的段保存于FLASH區(qū),即0x8000000地址后。而“READONLY”表示該段為“可讀寫”屬性,可知“可讀寫”段保存于SRAM區(qū),即0x2000000地址后。由此可以從第3、7行代碼知道,堆棧段位于SRAM空間。從第82行可知,中斷向量表放置與FLASH區(qū),而這也是整片啟動代碼中最先被放進FLASH區(qū)的數(shù)據(jù)。因此可以得到一條重要的信息:0x8000000地址存放的是棧頂?shù)刂穇_initial_sp,0x8000004地址存放的是復位中斷向量Reset_Handler(STM32使用32位總線,因此存儲空間為4字節(jié)對齊)。
2、DCD指令:作用是開辟一段空間,其意義等價于C語言中的地址符“&”。因此從第84行開始建立的中斷向量表則類似于使用C語言定義了一個指針數(shù)組,其每一個成員都是一個函數(shù)指針,分別指向各個中斷服務函數(shù)。
3、標號:前文多處使用了“標號”一詞。標號主要用于表示一片內(nèi)存空間的某個位置,等價于C語言中的“地址”概念。地址僅僅表示存儲空間的一個位置,從C語言的角度來看,變量的地址,數(shù)組的地址或是函數(shù)的入口地址在本質(zhì)上并無區(qū)別。
4、第202行中的__main標號并不表示C程序中的main函數(shù)入口地址,因此第204行也并不是跳轉至main函數(shù)開始執(zhí)行C程序。__main標號表示C/C++標準實時庫函數(shù)里的一個初始化子程序__main的入口地址。該程序的一個主要作用是初始化堆棧(對于程序清單一來說則是跳轉__user_initial_stackheap標號進行初始化堆棧的),并初始化映像文件,最后跳轉C程序中的main函數(shù)。這就解釋了為何所有的C程序必須有一個main函數(shù)作為程序的起點——因為這是由C/C++標準實時庫所規(guī)定的——并且不能更改,因為C/C++標準實時庫并不對外界開發(fā)源代碼。因此,實際上在用戶可見的前提下,程序在第204行后就跳轉至.c文件中的main函數(shù),開始執(zhí)行C程序了。
至此可以總結一下STM32的啟動文件和啟動過程。首先對棧和堆的大小進行定義,并在代碼區(qū)的起始處建立中斷向量表,其第一個表項是棧頂?shù)刂?,第二個表項是復位中斷服務入口地址。然后在復位中斷服務程序中跳轉??C/C++標準實時庫的__main函數(shù),完成用戶堆棧等的初始化后,跳轉.c文件中的main函數(shù)開始執(zhí)行C程序。假設STM32被設置為從內(nèi)部FLASH啟動(這也是最常見的一種情況),中斷向量表起始地位為0x8000000,則棧頂?shù)刂反娣庞?x8000000處,而復位中斷服務入口地址存放于0x8000004處。當STM32遇到復位信號后,則從0x80000004處取出復位中斷服務入口地址,繼而執(zhí)行復位中斷服務程序,然后跳轉__main函數(shù),最后進入mian函數(shù),來到C的世界。



關鍵詞: STM32學習記錄IA

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