STM32再學(xué)習――啟動(dòng)流程分析

我們寫(xiě)嵌入式程序，基本上采用C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，以main( )作為程序的入口。但實(shí)際上，mian()并不是最先要執行的，在這之前需要做一些基本的工作，如堆、棧的定義;main函數的復位連接等，這些工作就需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的啟動(dòng)程序來(lái)完成，由于需要做的工作內容不多，并且需要更直接的管理內存，一般采用匯編編寫(xiě)。

無(wú)論是STM32、ARM系列的單片機，還是簡(jiǎn)單的如51，PIC等，都以為上述原因，需要啟動(dòng)程序，只不過(guò)51，PIC等單片機的啟動(dòng)程序已經(jīng)在相應的IDE編譯、鏈接的時(shí)候隱含的編譯了，故在寫(xiě)單片機程序的時(shí)候無(wú)需考慮。而STM32的啟動(dòng)有相應的啟動(dòng)文件，本文將采用KEIL MDK自帶的啟動(dòng)文件STM32F10x.s進(jìn)行分析。

1 啟動(dòng)模式的選擇

STM32芯片自帶的啟動(dòng)方式有3種如下表

STM32的啟動(dòng)選擇，通過(guò)設置BOOT1、BOOT0的引腳的高低電平即可選擇。其中主閃存啟動(dòng)是將程序下載到內置的Flash進(jìn)行啟動(dòng)(該flash可運行程序)，該程序可以掉電保存，下次開(kāi)機可自動(dòng)啟動(dòng);系統存儲器啟動(dòng)是將程序寫(xiě)入到一快特定的區域，一般由廠(chǎng)家直接寫(xiě)入，不能被隨意更改或擦除。內置SRAM啟動(dòng)，由于SRAM掉電丟失，不能保存程序，一般只用于程序的調試。

就程序的啟動(dòng)而言，采用以上3種方式啟動(dòng)，但對于一個(gè)嵌入式系統的程序來(lái)說(shuō)，如果程序執行文件很大，而STM32內置的存儲空間有限，就需要外置Nand flash/Nor flash 和SDRAM，即程序存儲在flash中，程序執行在SDRAM中，既節約了成本有提高了運行效率。如果采用外置的Flash+SDRAM的方式，就需要一個(gè)更加復雜的啟動(dòng)文件(bootloader),需要考慮flash的COPY，Flash的驅動(dòng)，內存的管理，通信機制等，本文暫不涉及此內容，以后有機會(huì )專(zhuān)門(mén)講述。

2 啟動(dòng)文件STM32F10x.s分析

關(guān)于STM32F10x.s的啟動(dòng)文件，主要做了3個(gè)工作：分配和初始化堆、棧;定義復位向量并初始化;中斷向量表及其相應的異常處理程序。

2.1 定義堆、棧及其初始化

堆和棧是能夠運行C語(yǔ)言的前提，如以下程序：

定義棧：

Stack_Size EQU 0x00000200

AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

Stack_Mem SPACE Stack_Size

__initial_sp

定義堆：

Heap_Size EQU 0x00000000

AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem SPACE Heap_Size

__heap_limit

初始化堆、棧：

_user_initial_stackheap

LDR R0, = Heap_Mem

LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)

LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)

LDR R3, = Stack_Mem

BX LR

2.2 定義復位向量

Boot引腳的設置不同，復位時(shí)，起始地址的位置不同，SRAM的起始地址為0x2000000, flash的起始地址為0x8000000。Cortex-M3內核規定，起始地址必須存放堆定指針，而第二個(gè)地址必須存放復位中斷入口向量。在系統復位時(shí)，內核會(huì )自動(dòng)從其實(shí)地址的下一個(gè)地址(即32位)空間取出復位中斷入口向量，然后跳轉到復位中斷服務(wù)程序，該服務(wù)程序就會(huì )跳轉到main()執行程序。

中斷向量表(部分向量)：

__Vectors

DCD __initial_sp ; Top of Stack // 初始化堆跳轉

DCD Reset_Handler ; Reset Handler // 復位中斷向量跳轉

DCD NMI_Handler ; NMI Handler

DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler

DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler

DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler

DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler

DCD 0 ; Reserved

DCD 0 ; Reserved

DCD 0 ; Reserved

DCD 0 ; Reserved

DCD SVC_Handler ; SVCall Handler

DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler

DCD 0 ; Reserved

DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler

DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler

復位中斷服務(wù)程序

; Reset Handler // 該程序會(huì )跳轉到main()

Reset_Handler PROC

EXPORT Reset_Handler [WEAK]

IMPORT __main

LDR R0, =__main

BX R0

ENDP

3 其他中斷向量及服務(wù)子程序

在啟動(dòng)文件中，只定義了中斷向量，其相應的服務(wù)子程序跳轉到空操作。為以后擴展中斷服務(wù)程序做了準備。

在以上這些都勝利跑完之后，我們的微處理器(MCU)就開(kāi)始main函數之旅……