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【经验分享】STM32H7启动过程详解

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STMCU小助手 发布时间:2021-12-21 22:00
13.1 初学者重要提示2 |0 q. n- m; x4 p4 x+ `
1、  如果觉得学习本章节吃力的话,推荐看我们早期做的入门视频教程第8章,同样适用于STM32H7。
; O4 H; w3 P3 Z, ~3 ?' x% y% H+ k% K) w- E; w
2、  相比F1,F4的启动方式,H7的启动方式更灵活些,只需一个boot引脚即可。但是一个引脚只能区分出两个状态,为了解决这个问题,H7专门配套了两个option bytes选项字节来解决此问题。
' f/ R- P0 k" G5 N" e; v3 V! O
# A+ e# M8 H* r13.2 各个版本的启动文件介绍- y+ v4 l# d% }6 t4 Y; b# u  A
这里各个版本的意思是指不同的编译器、不同的H7系列对应的启动文件。* l4 B" ]- U+ d0 a- q% b/ s
  x$ r' O$ Q$ k" |
13.2.1 不同编译器对应的启动文件
2 V* H3 G7 ~1 E4 z/ K) W打开我们为本教程提供的工程文件,路径如下:
- `2 h+ p, z8 X
) S# ?  ~: g+ T\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates 在这个文件里面有ST官方为各个编译器提供的启动文件。# P6 y2 x+ i' _+ C( E' C/ N

* G, G. Z4 }0 v" x
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

% k4 {. W" n! O: C% W% v% J5 w
6 v; h7 s* |# X1 T1 C0 J看了上面的截图,大家会问怎么没有KEIL MDK呢?其实已经被放在了文件夹arm里面,KEIL公司已经在2005年被ARM公司收购了。开发板大部分例程都是配套了MDK和IAR两个版本,这里重点给大家分析一下MDK的启动文件分析,IAR和MDK的大同小异。
% _$ \4 M7 S- t. W+ `" O& l; |3 Z
13.2.2 不同H7系列对应的启动文件- r1 w8 p; d: U+ h4 G. k
先来看一下ARM文件夹里面的文件(2018-07-03,当前只有如下两个系列,后期ST会增加新的型号,相应的启动文件也会添加进来):
4 N) ?; i8 C# Q3 Z' R
  X7 M' x  A" P+ y& z0 ^
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

- o) w+ T; `/ n. ]! V2 {1 W+ A6 y
如果是H743系列,就使用startup_stm32h743xx.s文件,如果是H753系列,就使用startup_stm32h753xx文件。当前H743和753系列对应的型号如下:
/ _5 h* H/ k+ H3 `/ l! `) D6 q
/ G5 j+ X7 d8 u/ Y, l: ?
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
( I, E) ~8 m- @9 y1 s
2 d$ S( {* j, s; g1 ?# b
我们再来打开IAR文件夹里面的文件:9 h5 P6 i1 v: D- Y  p! \, ~

( t; o" x  }- d8 g' Q$ ~' h1 R
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
1 ~# r6 k" X  `$ [% Z5 Z' Z
; m) w' C0 w3 O- V, c9 E' u
多了一个linker文件夹,用于IAR配置的ICF文件:9 h) y) t" R2 b" T+ i

: r. L/ L9 o  _9 P6 X: H, h
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

# I: s( f9 X/ p- _% f
5 ?( Z- w9 W4 T& E! S( L  d而启动文件跟MDK里面的一样,一个是用H743系列,另一个是用于H753系列。, t1 o& \# J+ B7 J  B6 R; A6 f

+ P9 }: z" J+ g3 `4 K0 w3 Y; q& Z& D13.3 启动文件分析
) r* `! C' N* e% l% }, T鉴于V7开发板使用的是STM32H743XI,下面我们详细的分析一下启动文件startup_stm32h743xx.s。分析前,先掌握一个小技能,遇到不认识的指令或者关键词可以检索。( T- q( G* }" k! c6 y- f8 A2 I
9 ?  v" F1 C4 d
启动 MDK软件,在Help菜单点击 uVision Help  j7 ?1 k; q! v: J
( c2 C! w% y, G- _: |/ }# a
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
) a7 X- J& S: Y( {) O" C* m
5 T) K% H& X$ |0 v
  点击后弹出如下文件
% \0 [6 `0 |0 Z4 R; A8 T1 L. r8 s+ N+ V2 v! e+ q7 \* L
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
  o: g' h  B/ E6 `

# O% p8 r2 r% I5 U4 j在搜索栏输入你需要查询的单词进行查询,然后点击“列出主题”按钮,会将相关的知识点都罗列出来。此功能非常实用,建议熟练掌握。+ c' g; T, B& e

! ^: `* T$ Y, {& _下面先来看启动文件前面的介绍 (固件库版本:V1.2.0)* E( o; P# f5 l+ C6 f
- M& |' Z% R/ D/ \: w8 d6 ~% _1 V  c8 }2 R
  1. ;******************** (C) COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics ********************
    ) s. \1 V4 D" ^3 j
  2. ;* File Name          : startup_stm32h743xx.s0 z& `# ?+ ?6 g/ x
  3. ;* @author  MCD Application Team0 S; Y  c. ]0 g% k& z. w
  4. ;* version            : V1.2.0
    8 j3 n: a9 Q+ X4 U2 S7 L
  5. ;* Date               : 29-December-20170 a$ e& o7 \# y, ~7 f
  6. ;* Description        : STM32H7xx devices vector table for MDK-ARM toolchain.
    / h: u, x6 R( p+ [: q
  7. ;*                      This module performs:9 Q5 X) C  T" R, |4 A
  8. ;*                      - Set the initial SP. G6 t- A( _2 X
  9. ;*                      - Set the initial PC == Reset_Handler
    " V/ Y! `5 ?( T5 q
  10. ;*                      - Set the vector table entries with the exceptions ISR address
    / K0 o5 G: ^+ o3 }% Y
  11. ;*                      - Branches to __main in the C library (which eventually4 z+ I: @* z+ Q
  12. ;*                        calls main()).( C3 q4 L4 H4 ^
  13. ;*                      After Reset the Cortex-M processor is in Thread mode,
    / @2 e+ g. P! [# }  y
  14. ;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main.
    : c" q! J6 u2 B( m3 i; @
  15. ;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   
    , N- w) a3 e4 `+ Q9 O/ h/ f( C
  16. ;*******************************************************************************0 H# u$ M3 O0 U6 L
  17. ;
    # w- t; I* B' g5 I
  18. ; Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
    $ X" F0 W, ]+ s+ [" i' S6 a- O
  19. ; You may not use this file except in compliance with the License.
    4 v& ]# Z5 z! {$ S
  20. ; You may obtain a copy of the License at:; i* [. h$ T+ }! ~
  21. ; . E) C$ ]4 P3 x7 N" V4 w3 w
  22. ;        <a href="http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2" target="_blank">http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2</a>
    9 K7 }4 K4 A# n, R" V
  23. ;
    5 D! m% E- l: e+ F  G! L: O( g2 \+ E
  24. ; Unless required by applicable law or agreed to in writing, software . T/ g- k# U* J: G( o: s3 A) G
  25. ; distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, 9 t  @: X5 d, S) L0 J( f, h
  26. ; WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
    " M- c" q* d- _" ?7 u$ Z2 y
  27. ; See the License for the specific language governing permissions and1 y  J( L# w, A3 O3 v
  28. ; limitations under the License.
    * o+ y3 `7 Z  X+ d9 t3 s9 }! b) C8 h! M
  29. ;
    . u3 _9 h  @7 O5 v
  30. ;*******************************************************************************
复制代码
6 P) b5 s9 j. M' g0 U6 t4 P( z; P
启动文件是后缀为.s的汇编语言文本文件,每行前面的分号表示此行是注释行。
3 P0 i# `7 B9 W. C$ c
- b0 r: t' f2 ?$ p) q- P启动文件主要完成如下工作,即程序执行过程:4 P8 N; A/ K! |: ^* n+ ^
9 ]( i9 O' @+ {0 D' D- ^
-      设置堆栈指针SP = __initial_sp。' k3 ~3 A7 f7 k7 ]  n1 D7 i- U% c

2 ^! A6 y0 q) ]- ^5 N6 D1 D-      设置PC指针 = Reset_Handler。
8 J- N: Q9 z/ J$ H: |0 \7 I4 I
8 k" B$ w1 W3 I/ i' r& V-      设置中断向量表。8 f2 B$ D3 S: m# ~/ S* K
* H3 U. {: v8 T' ^5 G2 v
-      配置系统时钟。
7 w' T* @: j8 O: X1 j5 ^( ]$ M& K; g3 P/ O( L7 D
-      配置外部SRAM/SDRAM用于程序变量等数据存储(这是可选的)。
! ?/ E$ ^( I. @) n& @! C5 c
! k1 H0 G/ j4 A  o  u! Y& W-      跳转到C库中的 __main ,最终会调用用户程序的main()函数。$ b- k4 L) U; s4 M* K+ g) v
6 n( f& t$ E9 q% D. `% K
Cortex-M内核处理器复位后,处于线程模式,指令权限是特权级别(最高级别),堆栈设置为使用主堆栈MSP。) s0 V& T4 x' a. x
9 Q$ ~* n. H; K/ C2 Y+ {
13.3.1 复位序列* w/ N/ }  x9 D: A7 n
硬件复位之后,CPU 内的时序逻辑电路首先完成如下两个工作(程序代码下载到内部flash为例,flash首地址0x0800 0000)( k0 K& g9 v3 v( K7 i3 V/ T& [

& X6 G/ k3 c) \! u& C8 m  将0x08000000位置存放的堆栈栈顶地址存放到SP中(MSP)。
6 t: s* C- o/ E# G6 O  将0x08000004 位置存放的向量地址装入 PC 程序计数器。
. D' e* |+ ~) w+ T( ?CPU 从 PC 寄存器指向的物理地址取出第 1 条指令开始执行程序,也就是开始执行复位中断服务程序 Reset_Handler。
+ m9 }$ k+ Y$ ]( f" e# M$ }. w
0 \+ T% ]' U/ `4 ~3 A' q4 e
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

3 [1 o- W, p. K9 U  y2 Y6 T: z! q, u+ x0 i% j
复位中断服务程序会调用SystemInit()函数来配置系统时钟、配置FMC总线上的外部SRAM/SDRAM,然后跳转到C 库中__main 函数。由C库中的__main 函数完成用户程序的初始化工作(比如:变量赋初值等),最后由__main 函数调用用户写的 main()函数开始执行 C 程序。
- I# ]# j9 A6 |+ e/ `# \+ D5 X. r( j3 d5 @' G
13.3.2 代码分析' g' \  K1 S- F: L( L% @1 H
  第1部分代码分析: K$ q/ h; V1 x0 G
下面的代码实现开辟栈(stack)空间,用于局部变量、函数调用、函数的参数等。
# j: t" Q# y8 j$ ]  T. Z" H; p) p' ~& v+ A
1.        ; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack
+ M5 V1 ^+ Q& x7 h2.        ; Tailor this value to your application needs; `8 |3 ]& Z9 X8 l1 G
3.        ; <h> Stack Configuration6 t: P! P3 _5 ~' b% d
4.        ;   <o> Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>2 S) z! q( c* E; [3 ~' R3 u- M! O. x
5.        ; </h># F1 H/ h4 L: b5 J% b0 _: Z/ P
6.        
4 T2 V8 B* D4 W" V7.        Stack_Size      EQU     0x00000400
3 o* @- T* n8 u8.        ( r2 T2 d) T. g# h. y6 J. a
9.                        AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
3 m6 P9 o$ {9 q4 {8 `# Y, L10.        Stack_Mem       SPACE   Stack_Size: c7 y" v% i- ]" X" \, U2 {) V
11.        __initial_sp2 f# Y5 n4 v6 |, l& M, m- k
第7行:EQU 是表示宏定义的伪指令,类似于 C 语言中的#define。伪指令的意思是指这个“指令”并不会生成二进制程序代码,也不会引起变量空间分配。: s% r' j6 ?! Z; t. _

2 n. j' s' w1 U5 b/ V, y& r* M* h0x00000400 表示栈大小,注意这里是以字节为单位。
2 _) |' y/ [$ E' M) E0 ^; M0 R' K

$ c# T6 y' _2 M& G4 b* W
: k- K% g! U. Z( P6 t  J第9行:开辟一段数据空间可读可写,段名 STACK,按照 8 字节对齐。ARER 伪指令表示下面将开始定义一个代码段或者数据段。此处是定义数据段。ARER 后面的关键字表示这个段的属性。
$ u% ^" s. I1 ~: ~
: t# A4 S) r, T) R% _STACK :表示这个段的名字,可以任意命名。" Z2 e1 W/ K. @) p8 [; z' f2 C7 Q

5 K9 q7 f, u1 I, @" pNOINIT:表示此数据段不需要填入初始数据。
" c0 X' k7 P- }0 G) m; r5 c
) V6 j( V/ x7 H3 Y% `2 CREADWRITE:表示此段可读可写。1 E% S3 ^2 X/ i  J$ ]
' q, a4 h9 R, h/ k: r. K
ALIGN=3 :表示首地址按照 2 的 3 次方对齐,也就是按照 8 字节对齐(地址对8求余数等于0)。
/ `8 D4 b8 z% S# K4 K% s$ e, W
7 X) @" M6 m1 X0 o; M4 H4 I: n; E- U% T- ?" B9 @
第10行:SPACE 这行指令告诉汇编器给 STACK 段分配 0x00000400 字节的连续内存空间。3 P: _0 W* n0 H" a/ j/ v' L0 `+ r
4 U+ d0 R" K# N, H  Q& |# b5 M
) S; n8 H/ T+ @9 p( c( W: m! K
第11行: __initial_sp 紧接着 SPACE 语句放置,表示了栈顶地址。__initial_sp 只是一个标号,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。' e8 ^8 Q( k7 B% z- X& V  b# Y
9 g9 {3 a& W% ~. N# Z) ?9 G
4 q" @6 G' T' S" N

0 j% D& L1 [0 {第2部分代码分析( i2 c) `+ N9 @+ t8 I, Z. ?
下面的代码实现开辟堆(heap)空间,主要用于动态内存分配,也就是说用 malloc,calloc, realloc等函数分配的变量空间是在堆上。' k) X; f# `' A. g+ p; T
3 Z$ M" s. m# f2 p
  1. 1.        ; <h> Heap Configuration
    + U5 ~0 k$ t! |9 c- M0 R
  2. 2.        ;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
    3 y1 B  V, ]. T& Y& R
  3. 3.        ; </h>
    2 @' C. r( ]. |! ]
  4. 4.        + B+ ^4 y# p% t8 S) r7 F
  5. 5.        Heap_Size       EQU     0x00000200: D( ~0 x3 _# e) y# ~
  6. 6.        
    ) b/ H% D6 D+ v; I
  7. 7.                        AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=36 Y+ W9 x2 g$ X% q% Y
  8. 8.        __heap_base
    7 q& e9 S; X8 d7 `# X$ [
  9. 9.        Heap_Mem        SPACE   Heap_Size; n. l/ |* t/ h, Q
  10. 10.        __heap_limit
复制代码

* c, w# G) i3 l这几行语句和上面第1部分代码类似。分配一片连续的内存空间给名字叫 HEAP 的段,也就是分配堆空间。堆的大小为 0x00000200。
! B7 s, M! ^! J; U1 p  s. Q" J2 N8 j) Y8 Z& Q
__heap_base 表示堆的开始地址。
% Y. M3 I3 w' m0 E: H- b$ t& c+ c5 O7 h0 M* q
__heap_limit 表示堆的结束地址。
4 `5 }! o. X) L0 d/ \* }( B& U4 c6 ]
  第3部分代码分析+ J) `' B6 G: l) u/ y2 ?4 M( Y
  1. 1.                        PRESERVE8$ I7 Y; K( I# y! [! B- p0 m# b3 Y$ F
  2. 2.                        THUMB: e, m! z6 l- q; d5 b& _
  3. 3.        2 H' J" R! A+ z6 t0 _
  4. 4.        2 {/ }8 f1 s3 l4 V
  5. 5.        ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset: z: u  |/ B3 g# N
  6. 6.                        AREA    RESET, DATA, READONLY
    ( k0 H  `5 j0 I) p# @6 E0 x
  7. 7.                        EXPORT  __Vectors/ R7 n) m# a9 f9 |! R
  8. 8.                        EXPORT  __Vectors_End6 v- n3 Q0 m, T8 M7 {' s' B
  9. 9.                        EXPORT  __Vectors_Size
复制代码
9 z! J0 T/ \2 |# `; r/ D
第1行:PRESERVE8 指定当前文件保持堆栈八字节对齐。5 S$ k/ F4 A1 N+ A  b; |: z* ?
! k9 t5 D7 C" ^. M" z& Y" g- Q
第2行:THUMB表示后面的指令是THUMB指令集 ,CM7采用的是THUMB - 2指令集。
) A0 j$ ]& n& _7 v$ z0 L0 w
/ B+ C; D6 i" e6 a: X' C第6行:AREA定义一块代码段,只读,段名字是 RESET。READONLY 表示只读,缺省就表示代码段了。
! G, t/ Y: R9 T8 x. T  X5 q, \# G  H: n$ n4 ?0 G
第7-9行:3 行EXPORT语句将 3 个标号申明为可被外部引用, 主要提供给链接器用于连接库文件或其他文件。
' J7 O8 s6 i' K9 u4 D! D
2 i; f2 L" k( b6 E, n+ ]
: A% m3 `3 G: j. `  第4部分代码分析5 Z1 S. ^- Z. X% g+ s- L( w& `
  1. 1.    __Vectors       DCD     __initial_sp                      ; Top of Stack% H1 u+ H' O4 v8 D9 C
  2. 2.                    DCD     Reset_Handler                     ; Reset Handler
    * {0 i9 s0 S) U
  3. 3.                    DCD     NMI_Handler                       ; NMI Handler
    5 v, [; h% W8 b/ W' }+ q% I% i
  4. 4.                    DCD     HardFault_Handler                 ; Hard Fault Handler
    , o) l6 G+ e# ^0 j* A! n
  5. 5.                    % G+ ^- N& E5 Y* B7 `, f/ M1 ~' `/ v
  6. 6.                    中间部分省略未写
    5 X; N8 t! Y8 j& s" {! P* k
  7. 7.      i" H1 {4 W% [) R! P6 |- I7 e
  8. 8.                    DCD     0                                 ; Reserved                                    5 E3 x( d$ @, y' s* D/ Z5 P& b6 d% o* n
  9. 9.                    DCD     WAKEUP_PIN_IRQHandler             ; Interrupt for all 6 wake-up pins
    - j; P" }0 b' ?8 q2 A
  10. 10.                    6 \* t5 i, U& @
  11. 11.   
    * A8 A( S( J, q' r2 i
  12. 12.    __Vectors_End
    6 u( X4 t! ?* W" b
  13. 13.   
    ; {. u5 [) d6 s6 m  \3 y2 i
  14. 14.    __Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors
复制代码
$ _: j8 I# `& m
上面的这段代码是建立中断向量表,中断向量表定位在代码段的最前面。具体的物理地址由链接器的配置参数(IROM1 的地址)决定。如果程序在 Flash 运行,则中断向量表的起始地址是 0x08000000。9 o1 W! Y+ k: }- i$ |9 d
- |5 H1 a9 p5 r% b9 |$ I! W7 D
以MDK为例,就是如下配置选项:1 a2 E2 z9 {1 y1 u! Z& E8 J$ T1 b
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

* \1 j% e9 t3 Y$ {
2 V8 P) w9 W& o2 P/ fDCD 表示分配 1 个 4 字节的空间。每行 DCD 都会生成一个 4 字节的二进制代码。中断向量表存放的实际上是中断服务程序的入口地址。当异常(也即是中断事件)发生时,CPU 的中断系统会将相应的入口地址赋值给 PC 程序计数器,之后就开始执行中断服务程序。
4 l: e% R- I0 T- H' q
; X! F# Q& {: O' C0 B4 r  第5部分代码分析. v+ D1 W+ e) R
  1. 1.                    AREA    |.text|, CODE, READONLY
    & h" e. p! P3 _7 Q9 D3 |( z4 L0 W
  2. 2.   
    ' ]6 k7 y: @* S0 b: e
  3. 3.    ; Reset handler9 y# u2 t, X- [3 s! J# v
  4. 4.    Reset_Handler    PROC
    , w# W: V# z4 g% g" [" G5 b* a
  5. 5.                     EXPORT  Reset_Handler                    [WEAK]& b+ c# T& q: T/ R* N9 |- `- V
  6. 6.            IMPORT  SystemInit# L: V% _, S$ h6 c) k
  7. 7.            IMPORT  __main
    7 w) J0 G# V$ C2 Q
  8. 8.   
    - ]! q- D% v- }* y, E* `7 s
  9. 9.                     LDR     R0, =SystemInit
    8 I; [: R* z: w9 ^/ R: s3 ~& K% U
  10. 10.                     BLX     R0+ e2 O, x4 _, b" @9 |
  11. 11.                     LDR     R0, =__main
    ! A1 X" T# h* }; A8 l: b+ Y
  12. 12.                     BX      R0
    " c# Q6 V# s, w7 m* b& t: B
  13. 13.                     ENDP
复制代码
& W) t0 i3 L: y- A  @2 \  O; v
第1行:AREA 定义一块代码段,只读,段名字是 .text 。READONLY 表示只读。
, n3 W- Y% U4 W% h1 {3 t' N* W. n, r% U1 c6 Z4 K  T; X
第4行:利用 PROC、ENDP 这一对伪指令把程序段分为若干个过程,使程序的结构加清晰。
' l0 O' b2 k& k) H7 @3 B) d. [. `& y9 ^+ h% y/ @7 ^5 O; N5 N% P+ P
第5行:WEAK 声明其他的同名标号优先于该标号被引用,就是说如果外面声明了的话会调用外面的。 这个声明很重要,它让我们可以在C文件中任意地方放置中断服务程序,只要保证C函数的名字和向量表中的名字一致即可。& s& H) i+ X. `. Y, R
. r% n- x; a* _. j# _, |
第6行:IMPORT:伪指令用于通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义。但要在当前源文件中引用,而且无论当前源文件是否引用该标号,该标号均会被加入到当前源文件的符号表中。0 L! h% Q# x- G( s4 \6 a

# @7 s8 _% ~& |3 C( B. O第9行:SystemInit 函数在文件system_stm32h7xx.c 里面,主要实现RCC相关寄存器复位和中断向量表位置设置。0 t' D! o' F/ t

$ z, L$ {4 F2 S0 \7 Q; g/ H第11行:__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(跳转__user_initial_stackheap 标号进行初始化堆栈的,下面会讲到这个标号),并初始化映像文件,最后跳转到 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,并且不能更改。
) }) B' A% l1 y3 r; ^' e; s+ U4 L( \
  第6部分代码分析
. U. j, S' Z) y$ Q5 I+ w代码如下:
7 u- m4 H2 l" ~# q8 q4 h' i9 J  }+ h4 C2 l* I4 j: d9 l
  1. 1.        ; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)
    ; V' W' Q) [. U( D+ ^
  2. 2.        * {' w) @7 L+ N3 V8 \+ O# z1 L2 @
  3. 3.        NMI_Handler     PROC
    2 |$ q& r' `7 r/ x4 X$ ~
  4. 4.                        EXPORT  NMI_Handler                      [WEAK]
    $ R9 x  d  f  a1 L: @
  5. 5.                        B       .  
    , ]# J) I: }( n; n" p
  6. 6.                        ENDP& Y( N% I$ [, A
  7. 7.        HardFault_Handler\4 ^# M& [. q6 ^# x7 s& G
  8. 8.                        PROC2 h" z$ Y# V+ u
  9. 9.                        EXPORT  HardFault_Handler                [WEAK]# g" L$ Y# g# w
  10. 10.                        B       .
    8 n* S% T" y; u) S* [% A( [
  11. 11.                        ENDP
    : O) @% P; |9 o) a
  12. 12.        ' `/ R' J7 i6 ?) r. u
  13. 13.                        中间部分省略未写4 e; e1 w8 R. b& I* G( W
  14. 14.        Default_Handler PROC                                      / T4 u0 c' @6 r7 b! Z
  15. 15.        2 U1 n) ~( @. b8 e( E9 `! T
  16. 16.                        EXPORT  WWDG_IRQHandler                   [WEAK]                                       ! b9 |, i. W# Z5 p( v4 @" ?6 ^
  17. 17.                        EXPORT  PVD_AVD_IRQHandler                [WEAK]                        
    ' ?5 B( q; e& {3 F9 x5 M' B! F
  18. 18.                        EXPORT  TAMP_STAMP_IRQHandler             [WEAK]% o7 N9 O0 U1 s* w) g7 M
  19. 19.                        中间部分省略未写( I6 f% D: H. G  x3 _
  20. 20.        SAI4_IRQHandler      # q% V3 M* ^* B- }, V8 v9 L
  21. 21.        WAKEUP_PIN_IRQHandler) P' g' b2 I, ~+ U4 S  Y
  22. 22.        ' h" n6 H1 k. I1 o+ f" @
  23. 23.                        B       .
    ! b" V+ m% ?( J2 {
  24. 24.        
    " y) L/ X5 {! B, ~; t7 l
  25. 25.                        ENDP3 I- D5 i( P1 {$ z' N6 d  F
  26. 26.        
    + v# x( w6 v: c, I+ I4 \- x
  27. 27.                        ALIGN
复制代码
4 N7 _* v5 A: |2 ^# {; S
第5行:死循环,用户可以在此实现自己的中断服务程序。不过很少在这里实现中断服务程序,一般多是在其它的C文件里面重新写一个同样名字的中断服务程序,因为这里是WEEK弱定义的。如果没有在其它文件中写中断服务器程序,且使能了此中断,进入到这里后,会让程序卡在这个地方。
0 b. W! w* `, B3 [; Q% O
- e" j. K% {2 _$ d第14行:缺省中断服务程序(开始)
8 B- P$ ^, \5 \7 ]- Q& b: s6 Z/ e) e# o1 K, h5 Y" G/ N$ J
第23行:死循环,如果用户使能中断服务程序,而没有在C文件里面写中断服务程序的话,都会进入到这里。比如在程序里面使能了串口1中断,而没有写中断服务程序USART1_IRQHandle,那么串口中断来了,会进入到这个死循环。6 Y8 @6 M5 W' v' M

( B4 V, O( r5 P: Y" K& M第25行:缺省中断服务程序(结束)。8 {5 d0 y6 B! A, u$ a8 \

3 W* S* {; Q; b) X. I  第7部分代码分析
3 z0 r: X' o3 {' B. s/ H启动代码的最后一部分:% T0 s" R& \! `1 x
  1. 1. ;******************************************************************************* 5 L' a+ [9 T: {" K8 d& c' r
  2. 2. ; User Stack and Heap initialization
    + y1 C/ L) C+ K: N4 [+ E& A
  3. 3. ;*******************************************************************************8 y$ a) T  o% @) W7 d
  4. 4. IF :DEF:__MICROLIB
    & j2 ^0 |% _: e0 {  A
  5. 5. 8 A: L' G0 ?* H, o' g1 a9 j
  6. 6. EXPORT __initial_sp
    - ]; X3 W& [. B( U
  7. 7. EXPORT __heap_base ! [( O8 X% ^, G' D9 D" A; Z6 E
  8. 8. EXPORT __heap_limit
    ; z9 k/ H9 X9 f! d
  9. 9.
    + X: `; D& j. h  s4 H
  10. 10. ELSE
    3 H8 k* }5 o6 o  r
  11. 11. 0 U1 g" X: |: g" ^* C
  12. 12. IMPORT __use_two_region_memory / y  M; y/ M% u' b! N: G# @
  13. 13. EXPORT __user_initial_stackheap
    % k0 `9 v( U4 w9 _' b% Z& J. k
  14. 14.
    ! `" ~9 l+ h: S1 M2 O; m3 e9 \
  15. 15. __user_initial_stackheap
    5 V" ?5 g& `3 T: S5 t' T
  16. 16. " s, I$ `: g, t
  17. 17. LDR R0, = Heap_Mem * {5 G# H( S1 d: }, q
  18. 18. LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size) 19. LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
    . @, Y$ t) C6 T# X" j
  19. 20. LDR R3, = Stack_Mem * S+ d1 a' J' h, }6 P0 u
  20. 21. BX LR + @; D1 {# g6 q9 v; j  Q' x
  21. 22.
    ( X  k$ w5 k# d8 |2 X
  22. 23. ALIGN
    ( Z0 C+ E7 J) }& r  F! V
  23. 24. 9 z+ C  w9 Q- J
  24. 25. ENDIF2 F/ B; l. p& v! B! e- @; N' I, e0 i  \
  25. 26.
    $ b7 x9 b% @3 ~2 J  D  `
  26. 27. END
复制代码
* z0 q+ j  f# F
第4行:简单的汇编语言实现IF…….ELSE…………语句。如果定义了MICROLIB,那么程序是不会执行ELSE分支的代码。__MICROLIB可能大家并不陌生,就在MDK的Target Option里面设置。
5 u$ G( [" y6 Q3 m% c, {. W
: B  w: ~# q% D+ }+ f/ S; U
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
7 A9 O& Q- `$ a$ E- \1 u; p  g7 {4 u! K
% F( j/ c; s* W
第5行:__user_initial_stackheap将由__main函数进行调用。* L2 o& M' A# U; p! h) X

1 o9 v- }! H/ T3 |: C  L( G" h- ^ MicroLib
) X+ V$ s0 h0 \, g4 }MicroLib是MDK里面带的微库,针对嵌入式应用,MicroLIB做了深度优化,比使用C标准库所需的RAM和FLASH空间都大大减小比如调用:7 g+ x8 {, R8 c4 `; t# W& b

# ~5 L, _1 Y  J. E<mat h.h>,<std lib.h>,<stdi o.h>,<stri ng.h>) l. u4 |7 O4 K; ^! R

- m! s" h) v0 y/ i; R另外注意microlib只有库,没有源文件。下图是标准库和微库生成代码的比较。
9 }8 `2 S! D, {( b
  J8 e% }+ w" N; u0 X
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
. R, `, k5 {" w! N+ P" U0 K& g# i1 h
. z( f; Z9 |8 A1 H% M
13.4 BOOT启动模式# ~  B6 g1 H' L, C/ L% k
相比F1,F4的启动方式,H7的启动方式更灵活些,只需一个boot引脚即可。但是一个引脚只能区分出两个状态,为了解决这个问题,H7专门配套了两个option bytes选项字节配置,如此以来就可以方便设置各种存储器地址了。9 G1 r( v2 I; j

- [8 }" U1 I' H1 Q0 h0 @! `* l% @
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

7 i' I, f; f7 q
2 @$ V3 n8 O  `" h& rBOOT_ADD0和BOOT_ADD1对应32位地址到高16位,这点要特别注意。通过这两个选项字节,所有0x0000 0000到0x3FFF 0000的存储器地址都可以设置,包括:
! D3 a, A( q# j; L
+ J7 `7 y/ I) `! J0 ]  m  所有Flash地址空间。1 C& j" Y# `3 D( J4 p  H
  所有RAM地址空间,ITCM,DTCM和SRAM。
) @) _) L& Y) V# w" r; G设置了选项字节后,掉电不会丢失,下次上电或者复位后,会根据BOOT引脚状态从BOOT_ADD0,或BOOT_ADD1所设置的地址进行启动。
/ }: S  A" E8 P$ m0 ~- X
: m$ q7 t* t3 K/ y; |  q# v使用BOOT功能,注意以下几个问题:/ y4 j8 |  G: Z$ V/ a8 R
" Z/ l2 z" S8 [. ^; Y7 N! E
  如果用户不慎,设置的地址范围不在有效的存储器地址,那么BOOT = 0时,会从Flash首地址0x0800 0000启动,BOOT = 1时,会从ITCM首地址0x0000 0000启动。( u9 G) o8 P+ s- f+ Z$ D
  如果用户使能了Flash Level 2保护,那么只能从Flash地址空间进行启动。: r- D  {9 y' A: }! c$ h

& U2 i5 u; G" i! D% s& i( a8 p" ^9 k9 C+ r! i0 a
  F1,F4的启动方式5 n! S# j+ U4 [& ?7 B
作为对比,这里补充F1,F4的启动方式,由BOOT0和BOOT1引脚共同决定。
" s- h- v% _9 @3 K; T
8 [1 S' `& N- W! g* H
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
& C0 K5 }3 \/ S# }2 N5 r( T* L  d" ?

4 P  ?0 u8 t' @/ d5 p13.5 总结
! U, C) y1 \# ~+ H9 c' j本章节讲解的启动过程分析还是比较重要的,忘初学者务必掌握。9 ~* l, M- @: K2 A7 T
8 k- J7 g6 w  `$ i& N2 S

& M9 h; e9 @/ L  M2 s3 v4 w3 E8 U6 l
赞 收藏 评论0 发布时间:2021-12-21 22:00

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