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STM32 IAP 在線升級(jí)詳解

作者: 時(shí)間:2016-11-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
(擴(kuò)展-IAP主要用于產(chǎn)品出廠后應(yīng)用程序的更新作用,考慮到出廠時(shí)要先燒寫IAP 再燒寫APP應(yīng)用程序要燒寫2次增加工人勞動(dòng)力基礎(chǔ)上寫了“STM32 IAP+APP ==>雙劍合一”鏈接稍后發(fā))

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

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201611/318062.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(xiàng)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(gè)型號(hào)的 芯片flash是512k 的, 啟動(dòng)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(diǎn):

1.ST 官方IAP是什么針對(duì)什么芯片型號(hào)的,我們要用的又是什么芯片型號(hào);

2.我們要用官方IAP適合我們芯片的程序升級(jí)使用,要在原有的基礎(chǔ)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(gè)問題了:

1.官網(wǎng)剛下載的IAP針對(duì)的是stm32f103c8芯片的,所以他的啟動(dòng)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(dòng)代碼文件選擇的是 startup_stm32f10x_md_lv.s

2 .第二個(gè)問題就是今天我們要做詳細(xì)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(chǔ)上做芯片級(jí)的改動(dòng);

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

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

也可以在STM32F10X.H里用宏定義

[plain]view plaincopyprint?

  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. 10. /*#defineSTM32F10X_HD*//*!
  10. 11. /*#defineSTM32F10X_HD_VL*//*!
  11. 12. /*#defineSTM32F10X_XL*//*!
  12. 13. /*#defineSTM32F10X_CL*//*!

14. #endif

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

application

*/

#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)

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

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

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

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

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

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

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

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

#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(shí)鐘問價(jià)在stm32f10x.h 依據(jù)實(shí)際修改,原文是 說如果沒有宏定義外部時(shí)鐘HES_VALUE的值,但是宏定義了stm32f10x_cl 則外部時(shí)鐘設(shè)置為25MHZ, 否則外部時(shí)鐘都設(shè)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 plaincopyprint?

  1. #if!definedHSE_VALUE
  2. #ifdefSTM32F10X_CL
  3. #defineHSE_VALUE((uint32_t)25)//ValueoftheExternaloscillatorinHz#else#defineHSE_VALUE((uint32_t)8)//ValueoftheExternaloscillatorinHz#endif/*STM32F10X_CL*/#endif/*HSE_VALUE*/

#if !defined HSE_VALUE

#ifdef STM32F10X_CL

#define HSE_VALUE ((uint32_t)25) // Value of the External oscillator in Hz

[plain]view plaincopyprint?

1.#else

#else

#define HSE_VALUE ((uint32_t)8) //Value of the External oscillator in Hz #endif /* STM32F10X_CL */#endif /* HSE_VALUE */

D.做系統(tǒng)主頻時(shí)鐘的更改

system_stm32f10x.c的系統(tǒng)主頻率,依實(shí)際情況修改 ;我用的芯片主頻時(shí)鐘是24MHZ;

[plain]view plaincopyprint?

  1. #ifdefined(STM32F10X_LD_VL)(definedSTM32F10X_MD_VL)(definedSTM32F10X_HD_VL)
  2. /*#defineSYSCLK_FREQ_HSEHSE_VALUE*/
  3. #defineSYSCLK_FREQ_24MHz24
  4. #else
  5. /*#defineSYSCLK_FREQ_HSEHSE_VALUE*/
  6. #defineSYSCLK_FREQ_24MHz24
  7. /*#defineSYSCLK_FREQ_36MHz36*/
  8. /*#defineSYSCLK_FREQ_48MHz48*/

10. /*#defineSYSCLK_FREQ_56MHz56*/

11. /*#defineSYSCLK_FREQ_72MHz72*/

12. #endif

#if defined (STM32F10X_LD_VL) (defined STM32F10X_MD_VL) (defined STM32F10X_HD_VL)

/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

#define SYSCLK_FREQ_24MHz 24

#else

/* #define SYSCLK_FREQ_HSE HSE_VALUE */

#define SYSCLK_FREQ_24MHz 24

/* #define SYSCLK_FREQ_36MHz 36 */

/* #define SYSCLK_FREQ_48MHz 48 */

/* #define SYSCLK_FREQ_56MHz 56 */

/*#define SYSCLK_FREQ_72MHz 72*/

#endif

E.下面是關(guān)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(cè)的29頁,我們只截取關(guān)鍵部分

從上圖我們看出幾個(gè)關(guān)鍵部分:

1.內(nèi)部flash 是從0x0800 0開始 到0x0801 FFFF 結(jié)束, 0x0801FFFF-0x0800 0= 0x20 =128k 128也就是flash的大??;

2.SRAM的開始地址是 0x2 0 ;

我們要把我們的在線升級(jí)程序IAP放到FLASH里以0x0800 0 開始的位置, 應(yīng)用程序放APP放到以0x08003開始的位置,中斷向量表也放在0x0800 3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 0

那么要就要設(shè)置編譯器keil 中的 options for target 的target選項(xiàng)中的 IROM1地址 為0x0800 0 大小為 0x20即128K;

IRAM1地址為0x2 0 大小為0x2;

(提示:這一項(xiàng)IROM1 地址 即為當(dāng)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 plaincopyprint?

  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. 10. //Flash解鎖
  11. 11. FLASH_Unlock();
  12. 12.
  13. 13. //配置PA15管腳
  14. 14. KEY_Configuration();
  15. 15. //配置串口1
  16. 16. IAP_Init();
  17. 17. //PA15是否為低電平
  18. 18. if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_15)==0x00)
  19. 19. {
  20. 20.
  21. 21. //執(zhí)行IAP驅(qū)動(dòng)程序更新Flash程序
  22. 22.
  23. 23. SerialPutString("rn======================================================================");
  24. 24. SerialPutString("rn=(C)COPYRIGHT2011Lierda=");
  25. 25. SerialPutString("rn==");
  26. 26. SerialPutString("rn=In-ApplicationProgrammingApplication(Version1.0.0)=");
  27. 27. SerialPutString("rn==");
  28. 28. SerialPutString("rn=Bywuguoyan=");
  29. 29. SerialPutString("rn======================================================================");
  30. 30. SerialPutString("rnrn");
  31. 31. Main_Menu();
  32. 32. }
  33. 33. //否則執(zhí)行用戶程序
  34. 34. else
  35. 35. {
  36. 36. //判斷用處是否已經(jīng)下載了用戶程序,因?yàn)檎G闆r下此地址是棧地址
  37. 37. //若沒有這一句話,即使沒有下載程序也會(huì)進(jìn)入而導(dǎo)致跑飛。
  38. 38. if(((*(__IOuint32_t*)ApplicationAddress)&0x2FFE0)==0x20)
  39. 39. {
  40. 40. SerialPutString("ExecuteuserProgramrnn");
  41. 41. //跳轉(zhuǎn)至用戶代碼
  42. 42. JumpAddress=*(__IOuint32_t*)(ApplicationAddress+4);
  43. 43. Jump_To_Application=(pFunction)JumpAddress;
  44. 44.
  45. 45. //初始化用戶程序的堆棧指針
  46. 46. __set_MSP(*(__IOuint32_t*)ApplicationAddress);
  47. 47. Jump_To_Application();
  48. 48. }
  49. 49. else
  50. 50. {
  51. 51. SerialPutString("nouserProgramrnn");
  52. 52. }
  53. 53. }

/*******************************************************************************

* @函數(shù)名稱 main

* @函數(shù)說明 主函數(shù)

* @輸入?yún)?shù) 無

* @輸出參數(shù) 無

* @返回參數(shù) 無

*******************************************************************************/

int main(void)

{

//Flash 解鎖

FLASH_Unlock();

//配置PA15管腳

KEY_Configuration() ;

//配置串口1

IAP_Init();

//PA15是否為低電平

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

{

//執(zhí)行IAP驅(qū)動(dòng)程序更新Flash程序

SerialPutString("rn======================================================================");

SerialPutString("rn= (C) COPYRIGHT 2011 Lierda =");

SerialPutString("rn= =");

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

SerialPutString("rn= =");

SerialPutString("rn= By wuguoyan =");

SerialPutString("rn======================================================================");

SerialPutString("rnrn");

Main_Menu ();

}

//否則執(zhí)行用戶程序

else

{

//判斷用處是否已經(jīng)下載了用戶程序,因?yàn)檎G闆r下此地址是棧地址

//若沒有這一句話,即使沒有下載程序也會(huì)進(jìn)入而導(dǎo)致跑飛。

if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0 ) == 0x20)

{

SerialPutString("Execute user Programrnn");

//跳轉(zhuǎn)至用戶代碼

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

Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;

//初始化用戶程序的堆棧指針

__set_MSP(*(__IO uint32_t*) ApplicationAddress);

Jump_To_Application();

}

else

{

SerialPutString("no user Programrnn");

}

}

這里重點(diǎn)說一下幾句經(jīng)典且非常重要的代碼:

第一句: if (((*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) & 0x2FFE0 ) == 0x20) //判斷棧定地址值是否在0x2 0 - 0x 2 2之間

怎么理解呢? (1),在程序里#define ApplicationAddress 0x8003 ,*(__IO uint32_t*)ApplicationAddress) 即取0x8003開始到0x8003003 的4個(gè)字節(jié)的值, 因?yàn)槲覀兊膽?yīng)用程序APP中設(shè)置把中斷向量表放置在0x08003 開始的位置;而中斷向量表里第一個(gè)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0x2 0 - 0x 2 2之間) 來判斷是否應(yīng)用程序已經(jīng)下載了,因?yàn)閼?yīng)用程序的啟動(dòng)文件剛開始就去初始化化??臻g,如果棧頂值對(duì)了,說應(yīng)用程已經(jīng)下載了啟動(dòng)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(xiàng)“復(fù)位地址” JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (ApplicationAddress + 4); 之后此時(shí)JumpAddress

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

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

[cpp]view plaincopyprint?

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

pFunction a1,a2,a3;

void fun(void)

{

......

}

a1 = fun;

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

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

我們看一下啟動(dòng)文件startup_stm32f10x_md_vl。s 中的啟動(dòng)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(jiǎn)單看下啟動(dòng)文件中的啟動(dòng)代碼,分析一下這更有利于我們對(duì)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(dòng)過程

解析STM32的啟動(dòng)過程

當(dāng)前的嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)過程里,并且C語言成為了絕大部分場(chǎng)合的最佳選擇。如此一來main函數(shù)似乎成為了理所當(dāng)然的起點(diǎn)——因?yàn)镃程序往往從main函數(shù)開始執(zhí)行。但一個(gè)經(jīng)常會(huì)被忽略的問題是:微控制器單片機(jī))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?yàn)槭褂肅語言作為開發(fā)語言后,變量/函數(shù)的地址便由編譯器在編譯時(shí)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(chǔ)空間中不再是絕對(duì)不變的。相信讀者都可以回答這個(gè)問題,答案也許大同小異,但肯定都有個(gè)關(guān)鍵詞,叫“啟動(dòng)文件”,用英文單詞來描述是“Bootloader”。

無論性能高下,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)繁,價(jià)格貴賤,每一種微控制器(處理器)都必須有啟動(dòng)文件,啟動(dòng)文件的作用便是負(fù)責(zé)執(zhí)行微控制器從“復(fù)位”到“開始執(zhí)行main函數(shù)”中間這段時(shí)間(稱為啟動(dòng)過程)所必須進(jìn)行的工作。最為常見的51,AVR或MSP430等微控制器當(dāng)然也有對(duì)應(yīng)啟動(dòng)文件,但開發(fā)環(huán)境往往自動(dòng)完整地提供了這個(gè)啟動(dòng)文件,不需要開發(fā)人員再行干預(yù)啟動(dòng)過程,只需要從main函數(shù)開始進(jìn)行應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)即可。

話題轉(zhuǎn)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(dòng)文件,程序開發(fā)人員可以直接引用啟動(dòng)文件后直接進(jìn)行C應(yīng)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(tái)跳轉(zhuǎn)至STM32平臺(tái),也降低了適應(yīng)STM32微控制器的難度(對(duì)于上一代ARM的當(dāng)家花旦ARM9,啟動(dòng)文件往往是第一道難啃卻又無法逾越的坎)。

相對(duì)于ARM上一代的主流ARM7/ARM9內(nèi)核架構(gòu),新一代Cortex內(nèi)核架構(gòu)的啟動(dòng)方式有了比較大的變化。ARM7/ARM9內(nèi)核的控制器在復(fù)位后,CPU會(huì)從存儲(chǔ)空間的絕對(duì)地址0x取出第一條指令執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序的方式啟動(dòng),即固定了復(fù)位后的起始地址為0x(PC = 0x)同時(shí)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(shè)置可以將中斷向量表定位于SRAM區(qū),即起始地址為0x2,同時(shí)復(fù)位后PC指針位于0x2處;
2、通過boot引腳設(shè)置可以將中斷向量表定位于FLASH區(qū),即起始地址為0x8,同時(shí)復(fù)位后PC指針位于0x8處;
3、通過boot引腳設(shè)置可以將中斷向量表定位于內(nèi)置Bootloader區(qū),本文不對(duì)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(gè)地址則必須存放復(fù)位中斷入口向量地址,這樣在Cortex-M3內(nèi)核復(fù)位后,會(huì)自動(dòng)從起始地址的下一個(gè)32位空間取出復(fù)位中斷入口向量,跳轉(zhuǎn)執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序。對(duì)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(zhǔn)備只是后,下面以STM32的2.02固件庫提供的啟動(dòng)文件“stm32f10x_vector.s”為模板,對(duì)STM32的啟動(dòng)過程做一個(gè)簡(jiǎn)要而全面的解析。
程序清單一:
;文件“stm32f10x_vector.s”,其中注釋為行號(hào)
DATA_IN_ExtSRAM EQU 0;1
Stack_Size EQU 0x00400;2
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3;3
Stack_Mem SPACE Stack_Size;4
__initial_sp;5
Heap_Size EQU 0x00400;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;
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,= 0x00114;165
LDR R1,= 0x40021014;166
STR R0,[R1];167
LDR R0,= 0x001E0;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,= 0xB44BB;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,= 0xBBBB4;186
LDR R1,= 0x40011C04;187
STR R0,[R1];188
LDR R0,= 0x44BBBBBB;189
LDR R1,= 0x40012;190
STR R0,[R1];191
LDR R0,= 0x44B44;192
LDR R1,= 0x40012004;193
STR R0,[R1];194
LDR R0,= 0x01011;195
LDR R1,= 0xA0010;196
STR R0,[R1];197
LDR R0,= 0x00200;198
LDR R1,= 0xA0014;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;
ENDIF;223
END;224
如程序清單一,STM32的啟動(dòng)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(huì)給出交代?,F(xiàn)在從第一行開始分析:
l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(dá)則等價(jià)于:
#define DATA_IN_ExtSRAM 0
l第2行:定義??臻g大小為0x00400個(gè)字節(jié),即1Kbyte。此語行亦等價(jià)于:
#define Stack_Size 0x00400
l第3行:偽指令A(yù)REA,表示
l第4行:開辟一段大小為Stack_Size的內(nèi)存空間作為棧。
l第5行:標(biāo)號(hào)__initial_sp,表示??臻g頂?shù)刂贰?br />l第6行:定義堆空間大小為0x00400個(gè)字節(jié),也為1Kbyte。
l第7行:偽指令A(yù)REA,表示
l第8行:標(biāo)號(hào)__heap_base,表示堆空間起始地址。
l第9行:開辟一段大小為Heap_Size的內(nèi)存空間作為堆。
l第10行:標(biāo)號(hào)__heap_limit,表示堆空間結(jié)束地址。
l第11行:告訴編譯器使用THUMB指令集。
l第12行:告訴編譯器以8字節(jié)對(duì)齊。
l第13—81行:IMPORT指令,指示后續(xù)符號(hào)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(huì)使用到這些符號(hào)。
l第82行:定義只讀數(shù)據(jù)段,實(shí)際上是在CODE區(qū)(假設(shè)STM32從FLASH啟動(dòng),則此中斷向量表起始地址即為0x8)
l第83行:將標(biāo)號(hào)__Vectors聲明為全局標(biāo)號(hào),這樣外部文件就可以使用這個(gè)標(biāo)號(hào)。
l第84行:標(biāo)號(hào)__Vectors,表示中斷向量表入口地址。
l第85—160行:建立中斷向量表。
l第161行:
l第162行:復(fù)位中斷服務(wù)程序,PROC…ENDP結(jié)構(gòu)表示程序的開始和結(jié)束。
l第163行:聲明復(fù)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(fù)位中斷服務(wù)。
l第164行:IF…ENDIF為預(yù)編譯結(jié)構(gòu),判斷是否使用外部SRAM,在第1行中已定義為“不使用”。
l第165—201行:此部分代碼的作用是設(shè)置FSMC總線以支持SRAM,因不使用外部SRAM因此此部分代碼不會(huì)被編譯。
l第202行:聲明__main標(biāo)號(hào)。
l第203—204行:跳轉(zhuǎn)__main地址執(zhí)行。
l第207行:IF…ELSE…ENDIF結(jié)構(gòu),判斷是否使用DEF:__MICROLIB(此處為不使用)。
l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。
l第212行:定義全局標(biāo)號(hào)__use_two_region_memory。
l第213行:聲明全局標(biāo)號(hào)__user_initial_stackheap,這樣外程序也可調(diào)用此標(biāo)號(hào)。
l第214行:標(biāo)號(hào)__user_initial_stackheap,表示用戶堆棧初始化程序入口。
l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。
l第224行:程序完畢。
以上便是STM32的啟動(dòng)代碼的完整解析,接下來對(duì)幾個(gè)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(biāo)號(hào)。其中比較重要的一個(gè)標(biāo)號(hào)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(chǔ)介質(zhì),可知具有只讀屬性的段保存于FLASH區(qū),即0x8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0x2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(dòng)代碼中最先被放進(jìn)FLASH區(qū)的數(shù)據(jù)。因此可以得到一條重要的信息:0x8地址存放的是棧頂?shù)刂穇_initial_sp,0x8004地址存放的是復(fù)位中斷向量Reset_Handler(STM32使用32位總線,因此存儲(chǔ)空間為4字節(jié)對(duì)齊)。
2、DCD指令:作用是開辟一段空間,其意義等價(jià)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(gè)指針數(shù)組,其每一個(gè)成員都是一個(gè)函數(shù)指針,分別指向各個(gè)中斷服務(wù)函數(shù)。
3、標(biāo)號(hào):前文多處使用了“標(biāo)號(hào)”一詞。標(biāo)號(hào)主要用于表示一片內(nèi)存空間的某個(gè)位置,等價(jià)于C語言中的“地址”概念。地址僅僅表示存儲(chǔ)空間的一個(gè)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(biāo)號(hào)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(zhuǎn)至main函數(shù)開始執(zhí)行C程序。__main標(biāo)號(hào)表示C/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)庫函數(shù)里的一個(gè)初始化子程序__main的入口地址。該程序的一個(gè)主要作用是初始化堆棧(對(duì)于程序清單一來說則是跳轉(zhuǎn)__user_initial_stackheap標(biāo)號(hào)進(jìn)行初始化堆棧的),并初始化映像文件,最后跳轉(zhuǎn)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(gè)main函數(shù)作為程序的起點(diǎn)——因?yàn)檫@是由C/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)庫所規(guī)定的——并且不能更改,因?yàn)镃/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)庫并不對(duì)外界開發(fā)源代碼。因此,實(shí)際上在用戶可見的前提下,程序在第204行后就跳轉(zhuǎn)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(jié)一下STM32的啟動(dòng)文件和啟動(dòng)過程。首先對(duì)棧和堆的大小進(jìn)行定義,并在代碼區(qū)的起始處建立中斷向量表,其第一個(gè)表項(xiàng)是棧頂?shù)刂?,第二個(gè)表項(xiàng)是復(fù)位中斷服務(wù)入口地址。然后在復(fù)位中斷服務(wù)程序中跳轉(zhuǎn)¬¬C/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)庫的__main函數(shù),完成用戶堆棧等的初始化后,跳轉(zhuǎn).c文件中的main函數(shù)開始執(zhí)行C程序。假設(shè)STM32被設(shè)置為從內(nèi)部FLASH啟動(dòng)(這也是最常見的一種情況),中斷向量表起始地位為0x8,則棧頂?shù)刂反娣庞?x8處,而復(fù)位中斷服務(wù)入口地址存放于0x8004處。當(dāng)STM32遇到復(fù)位信號(hào)后,則從0x84處取出復(fù)位中斷服務(wù)入口地址,繼而執(zhí)行復(fù)位中斷服務(wù)程序,然后跳轉(zhuǎn)__main函數(shù),最后進(jìn)入mian函數(shù),來到C的世界。



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