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3天內(nèi)不再提示

一文讀懂stm32_iap在線升級全過程

GReq_mcu168 ? 來源:互聯(lián)網(wǎng) ? 作者:佚名 ? 2017-11-14 06:54 ? 次閱讀

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

startup_stm32f10x_cl.s 互聯(lián)型的器件,STM32F105xx,STM32F107xxstartup_stm32f10x_hd.s 大容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xxstartup_stm32f10x_hd_vl.s 大容量的STM32F100xxstartup_stm32f10x_ld.s 小容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xxstartup_stm32f10x_ld_vl.s 小容量的STM32F100xxstartup_stm32f10x_md.s 中容量的STM32F101xx,STM32F102xx,STM32F103xxstartup_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l(wèi)d:低密度產(chǎn)品,F(xiàn)LASH小于64Kmd:中等密度產(chǎn)品,F(xiàn)LASH=64 or 128hd: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(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(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(guān)STM32F10X_MD的宏定義改成:STM32F10X_MD_VL

也可以在STM32F10X.H里用宏定義

  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(shí)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(shè)置為25MHZ, 否則外部時鐘都設(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;

  1. #if!definedHSE_VALUE

  2. #ifdefSTM32F10X_CL

  3. #defineHSE_VALUE((uint32_t)25000000)//ValueoftheExternaloscillatorinHz#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(shí)際情況修改 ;我用的芯片主頻時鐘是24MHZ;

  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(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芯片手冊的29頁,我們只截取關(guān)鍵部分

從上圖我們看出幾個關(guān)鍵部分:

1.內(nèi)部flash 是從0x0800 0000開始 到0x0801 FFFF 結(jié)束, 0x0801FFFF-0x0800 0000= 0x20000 =128k 128也就是flash的大?。?/span>

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(yīng)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(shè)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(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:

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

  2. *@函數(shù)名稱main

  3. *@函數(shù)說明主函數(shù)

  4. *@輸入參數(shù)

  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(qū)動程序更新Flash程序

  20. SerialPutString("\r\n======================================================================");

  21. SerialPutString("\r\n=(C)COPYRIGHT2011Lierda=");

  22. SerialPutString("\r\n==");

  23. SerialPutString("\r\n=In-ApplicationProgrammingApplication(Version1.0.0)=");

  24. SerialPutString("\r\n==");

  25. SerialPutString("\r\n=Bywuguoyan=");

  26. SerialPutString("\r\n======================================================================");

  27. SerialPutString("\r\n\r\n");

  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(jìn)入而導(dǎo)致跑飛。

  35. if(((*(__IOuint32_t*)ApplicationAddress)&0x2FFE0000)==0x20000000)

  36. {

  37. SerialPutString("ExecuteuserProgram\r\n\n");

  38. //跳轉(zhuǎn)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("nouserProgram\r\n\n");

  48. }

  49. }

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) & 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(yīng)用程序APP中設(shè)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?/span>

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(yīng)用程序已經(jīng)下載了,因為應(yīng)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(yīng)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(fù)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(diǎn)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 plain copy

  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(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!)

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(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(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(guān)鍵詞,叫啟動文件,用英文單詞來描述是Bootloader”。

無論性能高下,結(jié)構(gòu)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(fù)責(zé)執(zhí)行微控制器從復(fù)位開始執(zhí)行main函數(shù)中間這段時間(稱為啟動過程)所必須進(jìn)行的工作。最為常見的51,AVRMSP430等微控制器當(dāng)然也有對應(yīng)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(yù)啟動過程,只需要從main函數(shù)開始進(jìn)行應(yīng)用程序的設(shè)計即可。

話題轉(zhuǎn)到STM32微控制器,無論是keiluvision4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(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跳轉(zhuǎn)至STM32平臺,也降低了適應(yīng)STM32微控制器的難度(對于上一代ARM的當(dāng)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(gòu),新一代Cortex內(nèi)核架構(gòu)的啟動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會從存儲空間的絕對地址0x000000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,即固定了復(fù)位后的起始地址為0x000000PC = 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(shè)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(fù)位后PC指針位于0x2000000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0x8000000,同時復(fù)位后PC指針位于0x8000000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),本文不對這種情況做論述;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(fù)位中斷入口向量地址,這樣在Cortex-M3內(nèi)核復(fù)位后,會自動從起始地址的下一個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STM322.02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 01Stack_Size EQU 0x00000400;2AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 33Stack_Mem SPACE Stack_Size;4__initial_sp5Heap_Size EQU 0x00000400;6AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN = 3;7__heap_base8Heap_Mem SPACE Heap_Size;9__heap_limit;10THUMB11PRESERVE8;12IMPORT NMIException;13IMPORT HardFaultException;14IMPORT MemManageException15IMPORT BusFaultException;16IMPORT UsageFaultException17IMPORT SVCHandler;18IMPORT DebugMonitor;19IMPORT PendSVC;20IMPORT SysTickHandler;21IMPORT WWDG_IRQHandler22IMPORT PVD_IRQHandler23IMPORT TAMPER_IRQHandler;24IMPORT RTC_IRQHandler;25IMPORT FLASH_IRQHandler;26IMPORT RCC_IRQHandler27IMPORT EXTI0_IRQHandler;28IMPORT EXTI1_IRQHandler;29IMPORT EXTI2_IRQHandler;30IMPORT EXTI3_IRQHandler31IMPORT EXTI4_IRQHandler;32IMPORT DMA1_Channel1_IRQHandler;33IMPORT DMA1_Channel2_IRQHandler;34IMPORT DMA1_Channel3_IRQHandler35IMPORT DMA1_Channel4_IRQHandler;36IMPORT DMA1_Channel5_IRQHandler;37IMPORT DMA1_Channel6_IRQHandler;38IMPORT DMA1_Channel7_IRQHandler;39IMPORT ADC1_2_IRQHandler40IMPORT USB_HP_CAN_TX_IRQHandler;41IMPORT USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler42IMPORT CAN_RX1_IRQHandler;43IMPORT CAN_SCE_IRQHandler;44IMPORT EXTI9_5_IRQHandler;45IMPORT TIM1_BRK_IRQHandler;46IMPORT TIM1_UP_IRQHandler;47IMPORT TIM1_TRG_COM_IRQHandler;48IMPORT TIM1_CC_IRQHandler;49IMPORT TIM2_IRQHandler;50IMPORT TIM3_IRQHandler;51IMPORT TIM4_IRQHandler;52IMPORT I2C1_EV_IRQHandler53IMPORT I2C1_ER_IRQHandler;54IMPORT I2C2_EV_IRQHandler55IMPORT I2C2_ER_IRQHandler;56IMPORT SPI1_IRQHandler57IMPORT SPI2_IRQHandler;58IMPORT USART1_IRQHandler;59IMPORT USART2_IRQHandler60IMPORT USART3_IRQHandler;61IMPORT EXTI15_10_IRQHandler;62IMPORT RTCAlarm_IRQHandler;63IMPORT USBWakeUp_IRQHandler;64IMPORT TIM8_BRK_IRQHandler;65IMPORT TIM8_UP_IRQHandler;66IMPORT TIM8_TRG_COM_IRQHandler;67IMPORT TIM8_CC_IRQHandler;68IMPORT ADC3_IRQHandler;69IMPORT FSMC_IRQHandler70IMPORT SDIO_IRQHandler;71IMPORT TIM5_IRQHandler;72IMPORT SPI3_IRQHandler;73IMPORT UART4_IRQHandler;74IMPORT UART5_IRQHandler75IMPORT TIM6_IRQHandler;76IMPORT TIM7_IRQHandler;77IMPORT DMA2_Channel1_IRQHandler;78IMPORT DMA2_Channel2_IRQHandler;79IMPORT DMA2_Channel3_IRQHandler;80IMPORT DMA2_Channel4_5_IRQHandler;81AREA RESET, DATA, READONLY;82EXPORT __Vectors83__Vectors;84DCD __initial_sp85DCD Reset_Handler;86DCD NMIException87DCD HardFaultException;88DCD MemManageException;89DCD BusFaultException;90DCD UsageFaultException;91DCD 0;92DCD 093DCD 0;94DCD 0;95DCD SVCHandler;96DCD DebugMonitor;97DCD 0;98DCD PendSVC;99DCD SysTickHandler;100DCD WWDG_IRQHandler;101DCD PVD_IRQHandler102DCD TAMPER_IRQHandler;103DCD RTC_IRQHandler104DCD FLASH_IRQHandler;105DCD RCC_IRQHandler106DCD EXTI0_IRQHandler;107DCD EXTI1_IRQHandler108DCD EXTI2_IRQHandler;109DCD EXTI3_IRQHandler;110DCD EXTI4_IRQHandler111DCD DMA1_Channel1_IRQHandler;112DCD DMA1_Channel2_IRQHandler;113DCD DMA1_Channel3_IRQHandler;114DCD DMA1_Channel4_IRQHandler;115DCD DMA1_Channel5_IRQHandler116DCD DMA1_Channel6_IRQHandler117DCD DMA1_Channel7_IRQHandler;118DCD ADC1_2_IRQHandler119DCD USB_HP_CAN_TX_IRQHandler;120DCD USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler;121DCD CAN_RX1_IRQHandler;122DCD CAN_SCE_IRQHandler123DCD EXTI9_5_IRQHandler;124DCD TIM1_BRK_IRQHandler;125DCD TIM1_UP_IRQHandler126DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler;127DCD TIM1_CC_IRQHandler128DCD TIM2_IRQHandler;129DCD TIM3_IRQHandler130DCD TIM4_IRQHandler;131DCD I2C1_EV_IRQHandler132DCD I2C1_ER_IRQHandler;133DCD I2C2_EV_IRQHandler134DCD I2C2_ER_IRQHandler;135DCD SPI1_IRQHandler136DCD SPI2_IRQHandler;137DCD USART1_IRQHandler;138DCD USART2_IRQHandler;139DCD USART3_IRQHandler;140DCD EXTI15_10_IRQHandler141DCD RTCAlarm_IRQHandler;142DCD USBWakeUp_IRQHandler;143DCD TIM8_BRK_IRQHandler;144DCD TIM8_UP_IRQHandler;145DCD TIM8_TRG_COM_IRQHandler146DCD TIM8_CC_IRQHandler;147DCD ADC3_IRQHandler148DCD FSMC_IRQHandler;149DCD SDIO_IRQHandler;150DCD TIM5_IRQHandler;151DCD SPI3_IRQHandler;152DCD UART4_IRQHandler153DCD UART5_IRQHandler;154DCD TIM6_IRQHandler;155DCD TIM7_IRQHandler;156DCD DMA2_Channel1_IRQHandler157DCD DMA2_Channel2_IRQHandler;158DCD DMA2_Channel3_IRQHandler;159DCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler;160AREA |.text|, CODE, READONLY161Reset_Handler PROC;162EXPORT Reset_Handler;163IF DATA_IN_ExtSRAM == 1164LDR R0,= 0x00000114;165LDR R1,= 0x40021014166STR R0,[R1];167LDR R0,= 0x000001E0168LDR R1,= 0x40021018;169STR R0,[R1];170LDR R0,= 0x44BB44BB;171LDR R1,= 0x40011400;172STR R0,[R1];173LDR R0,= 0xBBBBBBBB;174LDR R1,= 0x40011404;175STR R0,[R1];176LDR R0,= 0xB44444BB;177LDR R1,= 0x40011800178STR R0,[R1];179LDR R0,= 0xBBBBBBBB180LDR R1,= 0x40011804;181STR R0,[R1];182LDR R0,= 0x44BBBBBB;183LDR R1,= 0x40011C00;184STR R0,[R1];185LDR R0,= 0xBBBB4444;186LDR R1,= 0x40011C04;187STR R0,[R1];188LDR R0,= 0x44BBBBBB;189LDR R1,= 0x40012000;190STR R0,[R1]191LDR R0,= 0x44444B44;192LDR R1,= 0x40012004;193STR R0,[R1];194LDR R0,= 0x00001011;195LDR R1,= 0xA0000010;196STR R0,[R1];197LDR R0,= 0x00000200;198LDR R1,= 0xA0000014;199STR R0,[R1];200ENDIF201IMPORT __main;202LDR R0, =__main;203BX R0;204ENDP;205ALIGN;206IF :DEF:__MICROLIB;207EXPORT __initial_sp;208EXPORT __heap_base;209EXPORT __heap_limit;210ELSE;211IMPORT __use_two_region_memory212EXPORT __user_initial_stackheap;213__user_initial_stackheap;214LDR R0, = Heap_Mem;215LDR R1, = (Stack_Mem + Stack_Size);216LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)217LDR R3, = Stack_Mem;218BX LR219ALIGN;220ENDIF;221END222ENDIF;223END224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:?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)則等價于:#define DATA_IN_ExtSRAM 0?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?3行:偽指令AREA,表示?4行:開辟一段大小為Stack_Size的內(nèi)存空間作為棧。?5行:標(biāo)號__initial_sp,表示??臻g頂?shù)刂贰?/span>?6行:定義堆空間大小為0x00000400個字節(jié),也為1Kbyte。?7行:偽指令AREA,表示?8行:標(biāo)號__heap_base,表示堆空間起始地址。?9行:開辟一段大小為Heap_Size的內(nèi)存空間作為堆。?10行:標(biāo)號__heap_limit,表示堆空間結(jié)束地址。?11行:告訴編譯器使用THUMB指令集。?12行:告訴編譯器以8字節(jié)對齊。?1381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。?82行:定義只讀數(shù)據(jù)段,實(shí)際上是在CODE區(qū)(假設(shè)STM32FLASH啟動,則此中斷向量表起始地址即為0x8000000?83行:將標(biāo)號__Vectors聲明為全局標(biāo)號,這樣外部文件就可以使用這個標(biāo)號。?84行:標(biāo)號__Vectors,表示中斷向量表入口地址。?85160行:建立中斷向量表。?161行:?162行:復(fù)位中斷服務(wù)程序,PROCENDP結(jié)構(gòu)表示程序的開始和結(jié)束。?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)。?164行:IFENDIF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?165201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被編譯。?202行:聲明__main標(biāo)號。?203204行:跳轉(zhuǎn)__main地址執(zhí)行。?207行:IFELSEENDIF結(jié)構(gòu),判斷是否使用DEF:__MICROLIB(此處為不使用)。?208210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。?212行:定義全局標(biāo)號__use_two_region_memory。?213行:聲明全局標(biāo)號__user_initial_stackheap,這樣外程序也可調(diào)用此標(biāo)號。?214行:標(biāo)號__user_initial_stackheap,表示用戶堆棧初始化程序入口。?215218行:分別保存棧頂指針和棧大小,堆始地址和堆大小至R0R1,R2,R3寄存器。?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(biāo)號。其中比較重要的一個標(biāo)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(jìn)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?/span>__initial_sp0x8000004地址存放的是復(fù)位中斷向量Reset_HandlerSTM32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(wù)函數(shù)。

3標(biāo)號:前文多處使用了標(biāo)號一詞。標(biāo)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、202行中的__main標(biāo)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(zhuǎn)至main函數(shù)開始執(zhí)行C程序。__main標(biāo)號表示C/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)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(zhuǎn)__user_initial_stackheap標(biāo)號進(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main函數(shù)作為程序的起點(diǎn)——因為這是由C/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時庫所規(guī)定的——并且不能更改,因為C/C++標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時庫并不對外界開發(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的啟動文件和啟動過程。首先對棧和堆的大小進(jìn)行定義,并在代碼區(qū)的起始處建立中斷向量表,其第一個表項是棧頂?shù)刂罚诙€表項是復(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(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?/span>0x8000000處,而復(fù)位中斷服務(wù)入口地址存放于0x8000004處。當(dāng)STM32遇到復(fù)位信號后,則從0x80000004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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原文標(biāo)題:STM32 IAP 在線升級詳解

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