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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& j9 V# N# O* ]/ a, p6 C
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。1 }  S. a4 c+ S
" S+ E4 N) l% n% S! o% I
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。
; l1 R" x* \* G! w# f  _
- i6 V' E6 \8 b6 p: @8 a13.2 各个版本的启动文件介绍
) {. A: s+ U- Z. L; g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。, |" V/ e! Y# {! v0 k0 o' C
- a2 {+ m; \/ G: b, X2 D; E6 r
13.2.1 不同编译器对应的启动文件3 C4 v! q% d1 h/ X3 i6 y
打开我们为本教程提供的工程文件,路径如下:- G& d0 i( {1 J3 D& P& E
: N+ Q% g, a+ v; ~1 C
\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。! B& g& i; U; @! {* |
% D& c. v( u3 p; W9 }# `. |) @
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

3 s$ R! M* i' ?9 S* U0 b, X: Y. n; L& p
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。
8 V' P1 U6 y" q0 d  ~* W  n; u5 a
13.2.2 不同H7系列对应的启动文件  m, K' W% g7 ]. [0 g& G3 z. ?( L# Z: J
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):( X$ A, W4 @' v) b, m' D$ \

" R! k6 p9 ~$ G
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
. k, f" c% i$ @. H# B7 }

$ Y* G& Q1 Z, r! i1 o: ~6 l& T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:
' Q+ k# j7 M- ]3 ~  X5 ~4 K
/ I3 N% u# y! [$ `" X( E: [$ x
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
1 U) g5 x. A( B( i  l" A% x  r
5 T- q+ d  A# F6 l3 V5 m
我们再来打开IAR文件夹里面的文件:' i* Z1 B. K. q

# R* `: t/ t( a3 O& b. y1 D% X+ I
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
) J. F7 X4 U8 T+ w$ T! T7 x8 e

. }! l  l! D% i' b& I. f多了一个linker文件夹,用于IAR配置的ICF文件:
6 P4 Y! l2 ^8 J3 D& D" R
7 V7 _3 A/ i4 O* i9 _6 Q% @" m
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
- `  D% B, f8 e% g7 U6 y

5 b5 r; w6 }  ]) j* y( H" q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。
+ T, e* A; S! h2 \& j& t: T  g% K: Q" f( i& E. o
13.3 启动文件分析+ n( E7 D- w' p4 T# I% n) O
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。
3 l1 s3 N( ~% f+ S7 y* |1 w8 K
启动 MDK软件,在Help菜单点击 uVision Help
+ y. z" _8 k* P
0 B, E9 |8 F2 ~5 J8 }4 c$ }8 s
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

& m, ?* n1 A: N9 ?9 W2 w" B# a$ h  t, z, r# y9 a
  点击后弹出如下文件4 b2 }$ d& ?3 M4 P, U) o

  E  ^1 \2 `. T5 W' `4 e
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

0 O) v, E9 l7 ?8 M, r8 j8 O# }- b* o" {5 ?1 }% k4 s
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。8 F( j* k3 t* A* U- S9 Y0 W' d/ i7 i
  `8 X/ u0 e: K2 N/ A* l6 I6 k& ~
下面先来看启动文件前面的介绍 (固件库版本:V1.2.0): U( r& ?* [* q# X# E6 \
$ J8 z+ P! N) U! g  ~/ V# @7 d5 O
  1. ;******************** (C) COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics ********************4 Z1 d0 A7 H6 n1 Z  Z4 R4 {  b! G
  2. ;* File Name          : startup_stm32h743xx.s
    # z* w" c5 W* D/ N5 Y) e- X
  3. ;* @author  MCD Application Team
    $ X& x3 s/ L% O6 R& k& D  S
  4. ;* version            : V1.2.0
    5 c+ v. V2 W9 [3 P% q" R2 I
  5. ;* Date               : 29-December-2017
    ! o% I/ r5 E. _% a1 E3 P7 j
  6. ;* Description        : STM32H7xx devices vector table for MDK-ARM toolchain.
    & s/ r6 v  g/ I2 V; L; m2 I4 a
  7. ;*                      This module performs:" [# r/ S; _9 R8 e2 p
  8. ;*                      - Set the initial SP
    ) d% H! H6 b( h
  9. ;*                      - Set the initial PC == Reset_Handler3 |8 q- x# v) ~8 f: b
  10. ;*                      - Set the vector table entries with the exceptions ISR address7 t/ A+ N: n, \
  11. ;*                      - Branches to __main in the C library (which eventually/ A4 p. t; v$ v) V
  12. ;*                        calls main()).
    1 ]7 y9 ?% N5 ?$ t2 m
  13. ;*                      After Reset the Cortex-M processor is in Thread mode,- ~& T. |+ O. M
  14. ;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main.9 \! Q: W! f8 `* s6 |% o
  15. ;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   + J1 q5 _% h  F
  16. ;*******************************************************************************! x! Y/ M7 v, s# x
  17. ; " D- q5 Q8 g$ m- Q8 m3 L
  18. ; Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
    ! t3 g0 ^9 T' c/ \; I
  19. ; You may not use this file except in compliance with the License.
    8 C2 a7 w, r2 Y6 b
  20. ; You may obtain a copy of the License at:
    2 I3 S- r! ?7 F
  21. ;
      W  h9 S/ N1 F2 S
  22. ;        <a href="http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2" target="_blank">http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2</a>) ?2 R  z4 |) P2 R2 d2 L5 p
  23. ; 5 R0 `" o5 @9 N: o; X4 `
  24. ; Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
    1 Y5 H" `: r  {* Q5 r4 R
  25. ; distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
    ( J$ w' s1 w2 h; Q& K8 W" C
  26. ; WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.3 g1 q5 [, c  G) W" t5 W) P
  27. ; See the License for the specific language governing permissions and
    8 m  ^/ N: z9 o3 Q! p% H. v
  28. ; limitations under the License., P" d3 [; I$ |7 U  }3 S+ Q
  29. ; . X$ I/ n2 }% j2 F' |
  30. ;*******************************************************************************
复制代码

  `1 O$ j3 Z8 k# n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。$ \" E$ Q, R0 ?( x$ U0 B/ ?
+ w# {* |. `) v- `& B$ [/ p
启动文件主要完成如下工作,即程序执行过程:
) E  H, D/ `1 Q! y/ Q- ~
; S" J8 l# K( ?+ d4 }-      设置堆栈指针SP = __initial_sp。& G! Q# m4 ?2 A+ {1 u

& w2 Q# l' N2 o-      设置PC指针 = Reset_Handler。
0 b+ G* B5 h2 T$ _
' i6 a' ]% w6 ]1 K-      设置中断向量表。2 l3 m4 h& z; M# @1 ]
* e+ g# q' Y. s# E- }% G- c, {
-      配置系统时钟。( u, s% j- Z1 Y/ p6 d- `3 }$ a
7 g; {- w6 B, [
-      配置外部SRAM/SDRAM用于程序变量等数据存储(这是可选的)。
* h7 |3 b' x( K. F, y4 ~% Z
0 H  U5 W/ X- W: B( s-      跳转到C库中的 __main ,最终会调用用户程序的main()函数。4 j/ C5 O4 D6 C2 \6 c! P- `8 J; n
" K( Q* u. ~( R: u
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。
2 Y3 l1 [3 ~6 ~4 r$ Y
6 \5 k" m+ T+ F: r" y0 h13.3.1 复位序列* J* ~# s' z" P, |0 T; _7 j
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)  I9 ]: G4 G3 e# C7 {
- X' X$ f: C. I! e- C( Q: ^& W
  将0x08000000位置存放的堆栈栈顶地址存放到SP中(MSP)。
( l) K  a* `+ J2 n( q  \  将0x08000004 位置存放的向量地址装入 PC 程序计数器。/ \  i+ P6 u* X4 e2 l( E  P
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。+ O) a- E2 T2 Q; v2 O
" f' Y6 a( L' K, Z
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

) x  J; B* T9 m% D5 p9 _0 E! m0 V9 `; t: x' L
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。
( p) o2 b: A* E5 L$ s  Z0 y; l8 e
13.3.2 代码分析( @. |1 m; v/ [
  第1部分代码分析
3 ]6 n% L2 H) Q: ~, B2 F1 N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。8 g: g# ^4 |% u/ A# \3 S6 m; o

" @* m9 ]2 _5 F1.        ; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack
3 v/ N$ u1 d# N  P! q. C2.        ; Tailor this value to your application needs" G" n+ F6 m/ E; e# R
3.        ; <h> Stack Configuration. ?. H2 B- }6 O% K% Y' M5 ]% |
4.        ;   <o> Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>  ]; p) \( r/ j, `. [
5.        ; </h>: G- G3 _) I5 P( @) Y/ o* B( h
6.        
& R' b" ~+ V3 b* H7 @+ Z9 i4 E5 M7.        Stack_Size      EQU     0x00000400
8 B6 \9 b: f) |/ c! n" C& K8.        + B4 c( W: ?; Z* U4 A( ?
9.                        AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
' U: [. f5 ?6 K& W2 }* F10.        Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
9 c) N5 e, Q: k$ c11.        __initial_sp
) b3 _' c+ g4 e; |+ R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。
8 m7 I+ E' D* ]4 d
: v5 Q2 N0 ^" k: y& `0x00000400 表示栈大小,注意这里是以字节为单位。
" W. |( b2 P* T8 E
' y- S* m2 v" c2 j: E: t8 ?# k
% X2 k, [3 \& s: S* L
, u6 K0 @2 }; E$ _' ~$ E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。
# c8 J. a8 m- W& }8 {% d$ x; z6 N* M$ n! N( t+ V0 B
STACK :表示这个段的名字,可以任意命名。7 }" r) P3 A' I/ I: n9 N  a

- ?2 z# b8 Q2 SNOINIT:表示此数据段不需要填入初始数据。
9 c, N* q/ a( K8 ~3 w. r6 z
, K# e. A) K7 H8 F5 ~' f5 K1 IREADWRITE:表示此段可读可写。1 f- U# |9 x7 @. x) [7 A
/ R* E5 b' O1 p+ O1 H
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)。
2 e# k8 y7 q& r9 e: f5 n
2 `0 ^+ j9 B" L" U* o9 W
: Z) p5 f3 b1 n# L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。
8 f4 u! h, j& d! n
! w6 J7 s/ l% u. n5 Z& S& q9 P) [# E% p: U5 ~8 z8 |) P
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。3 h' A  K! u2 e7 h0 [) o
+ _4 X4 b+ o2 e2 t! W# S
/ D  V$ `. j. v& ]* F" c

# ~) G, F) v% P第2部分代码分析+ Y8 q; [. ], I8 i2 `' w
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。  N& q; }3 W6 J- J0 B0 H

# K3 K9 J( V! |- Z. h
  1. 1.        ; <h> Heap Configuration9 i8 |$ b) E- H& j7 I
  2. 2.        ;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
    4 c7 r/ D+ T$ @6 ]8 \3 I$ v! V
  3. 3.        ; </h>/ ^, }9 \0 R# @0 |) [
  4. 4.        
    5 B' {8 k; `, W8 V5 M* [
  5. 5.        Heap_Size       EQU     0x00000200
    ! N$ c; Y$ `  y; n+ ^
  6. 6.        
    8 n0 ^7 @1 P9 K' K" g
  7. 7.                        AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
    3 H- z; J1 U! _5 z7 H. ]
  8. 8.        __heap_base
    ; Y% E- b4 ?( k, G/ E
  9. 9.        Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
    . z, z$ f1 P3 T. i) R/ P& a. E
  10. 10.        __heap_limit
复制代码
: g2 R1 g+ W) b  {5 O
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。
  E: M. t% @2 W! y  p: R% i9 S; D( L+ j2 A. r
__heap_base 表示堆的开始地址。' k9 X% d1 d' ]/ }4 R
" X/ H+ l2 C3 A7 W$ v
__heap_limit 表示堆的结束地址。
/ w+ Y( P- u- ?6 G$ g& r
% y7 M1 o6 Y7 O+ R4 R  第3部分代码分析
. c) j7 k) v  l- x+ N! m1 h
  1. 1.                        PRESERVE8# M2 J# j9 R) t  t% C, l
  2. 2.                        THUMB
    5 K/ W- q0 e, o
  3. 3.        5 \% x  l& n: D7 L. o4 q' y- T
  4. 4.        + `/ T$ N& w$ p! p, [1 r, T
  5. 5.        ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
    ) P) O  B3 l6 k1 ^& I
  6. 6.                        AREA    RESET, DATA, READONLY
    2 D/ E* k5 [/ F0 D3 \' V
  7. 7.                        EXPORT  __Vectors
    9 s. g6 J  O# R: D, e
  8. 8.                        EXPORT  __Vectors_End
    6 g0 l) g" r) a9 z
  9. 9.                        EXPORT  __Vectors_Size
复制代码
1 D% n+ I' M0 U6 ^8 r
第1行:PRESERVE8 指定当前文件保持堆栈八字节对齐。
# w2 F6 O5 p6 F$ T! i2 Y0 w# D3 z# K2 z2 c7 G" t2 A
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。
! O7 t& {  w3 F6 b( M$ J! d. N* Q% }! n& S; \. f( H6 j  d
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。
" L, o7 L% y& Y  L: o! B+ ^- b3 P- f1 ]
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。- u' j4 k/ ~# B7 l; T8 O2 g6 q2 h' l
' ^7 ]& A0 Q2 M2 @& U" z

  Q/ S* U& u( u' C& A  第4部分代码分析$ q  I3 n. l/ X7 J
  1. 1.    __Vectors       DCD     __initial_sp                      ; Top of Stack
    . o9 L! E' n4 O3 l" s
  2. 2.                    DCD     Reset_Handler                     ; Reset Handler5 V1 t0 j9 f% t7 J* C0 p5 R2 t
  3. 3.                    DCD     NMI_Handler                       ; NMI Handler- `+ \. Q# _0 _& Q3 X4 j& \
  4. 4.                    DCD     HardFault_Handler                 ; Hard Fault Handler
    0 l' Q1 g" v  u* j
  5. 5.                    
    2 L; p& H' ?, U) w, k' r. A
  6. 6.                    中间部分省略未写/ R! q) x: u2 L7 J3 U6 u: o
  7. 7.    " i& |/ I; \( G+ s7 v0 M) O
  8. 8.                    DCD     0                                 ; Reserved                                    , y& e$ \7 k+ J" y- @; j. L" E
  9. 9.                    DCD     WAKEUP_PIN_IRQHandler             ; Interrupt for all 6 wake-up pins 1 a  ?0 C; N$ p; u6 f$ L; G
  10. 10.                    
    ; V! o) V( S  ^3 z$ P/ r, D; _
  11. 11.   
    ) ~- {  ~% C0 a9 p0 Q8 X
  12. 12.    __Vectors_End( K/ ~" Q& R1 u8 S4 W; {: c
  13. 13.    : N5 @. o* L  G  B
  14. 14.    __Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors
复制代码
4 e* s3 B. ?. ~
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。: b. f& g* k0 U( @0 }( r; R* e

- v: ^8 {) M& |" s  @/ A! A以MDK为例,就是如下配置选项:) e3 ?0 Y! j2 X- c' d  ?5 F) h1 k& S
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
! Y! A  o! m7 }  S9 n, n5 v

, b2 K0 ~, d8 Y$ H$ wDCD 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。2 \4 |1 }4 E# H7 l  H! h

  _( Q2 ]2 o5 a  a  第5部分代码分析5 f; ]- U: k! s/ D1 @4 ]$ S
  1. 1.                    AREA    |.text|, CODE, READONLY
    2 J3 P" f. x! t5 Z* B
  2. 2.   
    + p. z( C9 w3 V- W
  3. 3.    ; Reset handler
    . R7 K/ y4 g0 }3 {# V7 k  C! B
  4. 4.    Reset_Handler    PROC
    # X( x+ |) X/ y, H6 B+ \
  5. 5.                     EXPORT  Reset_Handler                    [WEAK]
    " [* P% m( C! H- t" E* }
  6. 6.            IMPORT  SystemInit" d% q! y4 {: A5 }
  7. 7.            IMPORT  __main7 {3 Y+ R: N' T1 E' u
  8. 8.   
    " P# }* ^. h" [$ f$ W) H! a4 E) ^
  9. 9.                     LDR     R0, =SystemInit
    ( }( N: x, c8 {: [! X
  10. 10.                     BLX     R05 w( t9 _; N7 U
  11. 11.                     LDR     R0, =__main/ K' {! i! e, X0 j( C: s4 K. Z& Q
  12. 12.                     BX      R0$ X; w  y9 `) g& g
  13. 13.                     ENDP
复制代码
3 o# {  R6 g, O- `, k. I, O
第1行:AREA 定义一块代码段,只读,段名字是 .text 。READONLY 表示只读。6 Y2 x% y1 z& E/ f1 |9 w7 E

. F( n$ H( r, q: h9 a+ F* x; n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。. v( b: n: Y. e4 G2 e1 O

  W. a6 U, T' B) k; ^/ r6 n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。
+ q+ V9 N  R. E9 ]2 O& R# X  \# s, c: e0 Y8 P/ l6 Z7 N+ H0 _1 |
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。5 x  V$ y" O: T7 o+ _. p

0 @; d9 `9 F% h' n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。  U; f% `' F; v' D/ |, H6 ~
8 Z& m6 q8 D: G. C$ O$ z
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。
& M! p/ w) Y8 R
; d' Q  x! c* Y0 y) O  第6部分代码分析% ^5 i* X1 K* F. H# U9 Y- V+ x
代码如下:- s/ j+ B/ T8 j; m* Y

: d" [6 ^( c: e7 K
  1. 1.        ; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)& v* w: Y- U% _8 @- X) g
  2. 2.        
    , `, Y: E/ J$ `8 Q3 z* w- m
  3. 3.        NMI_Handler     PROC4 ]* A% `. F# w8 B' ^+ ?4 l4 S
  4. 4.                        EXPORT  NMI_Handler                      [WEAK]
    ! K! V' }( ]# o* @7 l& T0 q* g; @
  5. 5.                        B       .  & z& f$ l. ?7 b. U9 y4 _3 {
  6. 6.                        ENDP
    ' n" m/ H; d( w# m5 l1 A
  7. 7.        HardFault_Handler\% }7 G; r# w& D5 p% C* }* H
  8. 8.                        PROC
    & c) V( A, t) |  ?. o
  9. 9.                        EXPORT  HardFault_Handler                [WEAK]6 Y; m' N' _9 N1 d- \5 k3 z! o
  10. 10.                        B       .. X# @9 O' n  j+ u" }( E, G. @# t6 Y
  11. 11.                        ENDP' T" l' L& n; E1 T
  12. 12.        
    " ~2 l5 J. w! N  i5 z
  13. 13.                        中间部分省略未写
    , r6 }& k9 \. s8 {& {
  14. 14.        Default_Handler PROC                                      . ]' t" [3 Q7 x) A, i
  15. 15.        
    / O/ v1 E% t: H3 h3 z. H  }
  16. 16.                        EXPORT  WWDG_IRQHandler                   [WEAK]                                       
    8 t! H# R+ \4 g/ ]$ D6 R
  17. 17.                        EXPORT  PVD_AVD_IRQHandler                [WEAK]                        
    9 E% R- n$ \* H; T8 u; ~, x) I
  18. 18.                        EXPORT  TAMP_STAMP_IRQHandler             [WEAK]
    % u- _1 H0 k3 L- Y
  19. 19.                        中间部分省略未写0 P* M4 @% E* z( n+ e+ |  B* _
  20. 20.        SAI4_IRQHandler      
    3 l# x" w0 F6 C1 F6 S: j( m
  21. 21.        WAKEUP_PIN_IRQHandler4 a) i; x+ I4 B9 Y
  22. 22.        3 V# s7 g+ J+ p# P- r+ h
  23. 23.                        B       .
    8 e5 {; H3 Y# \( [
  24. 24.        
    $ z) l2 O' H, g/ |* I3 a
  25. 25.                        ENDP
    # o5 `" u' g( o1 T9 u% Y2 {( d4 O4 f
  26. 26.        
    : E. e- p$ z+ L& T4 r
  27. 27.                        ALIGN
复制代码

% N  n/ x- h1 {/ t, J7 m; y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。6 u# K- R8 y+ _1 S& s$ R8 R
$ t0 L  C. |- {/ B- {8 x) d
第14行:缺省中断服务程序(开始)3 q4 Y5 G% ~) ^- F- ?. L

2 K; {7 q; ^; F, o- h, l) s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。
8 v3 Z3 d! l# a) g
: V$ W# `6 a, b% `7 C8 z9 C! f5 B7 ?第25行:缺省中断服务程序(结束)。4 m* u/ J" K/ F
, L# Z8 X" H/ T' v* R2 i/ I
  第7部分代码分析/ H7 w. W8 o/ W% R; }6 A/ l, i2 D
启动代码的最后一部分:! N* o+ c/ o) x
  1. 1. ;******************************************************************************* 8 h; P/ @" S% P& h# O
  2. 2. ; User Stack and Heap initialization
    / {4 a8 z" _; }) O
  3. 3. ;*******************************************************************************) F1 c% k; `/ K$ d
  4. 4. IF :DEF:__MICROLIB
    ( R. w8 m1 a4 D8 [! o* O
  5. 5. : d$ c2 P0 g2 W
  6. 6. EXPORT __initial_sp ' q1 b2 P- L1 |( H
  7. 7. EXPORT __heap_base ; U6 P' ]. ]  H" R  B* Q7 w
  8. 8. EXPORT __heap_limit 7 }' X2 A2 m1 c( P: g
  9. 9.
    . D1 \0 }  V" X; ^6 y3 `
  10. 10. ELSE
    8 C5 i) E1 B1 n6 w; x& A
  11. 11. ( `, v. d, `5 J7 X7 k9 |- M: e- K- d- _7 A
  12. 12. IMPORT __use_two_region_memory ! r( M4 W. T# u) ~$ G) {0 J! v
  13. 13. EXPORT __user_initial_stackheap " h" }: V6 Q$ S" W: P
  14. 14. ; K. y  F0 @2 }7 w4 l! I/ J0 g
  15. 15. __user_initial_stackheap : `/ J% |1 H7 L6 B+ f
  16. 16. . Z. A, M. C! g2 X
  17. 17. LDR R0, = Heap_Mem
    2 ^/ {, L+ w& n! y' \
  18. 18. LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size) 19. LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size) 0 J. f" F* F& @" k& L* R
  19. 20. LDR R3, = Stack_Mem
    & g7 C1 P2 G' D6 a" x1 d/ D9 f  y
  20. 21. BX LR
    " `9 Z+ p* F/ I8 u; }
  21. 22. $ E/ a0 [4 X% G* k9 i6 q! F9 m
  22. 23. ALIGN / X: d, g3 B* {) [: E5 S2 {9 u7 I6 y8 U
  23. 24.
    6 |' |4 P  O( B
  24. 25. ENDIF" X& ?( i( U) |1 z: e
  25. 26.
    7 x, ?3 B2 b! I& ]% C
  26. 27. END
复制代码

3 k+ w1 q+ q2 g% c* R# Q* K" f& C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。6 U7 N+ J" I$ b

7 t- l  K3 d" L3 x! l
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
# g$ x5 D* Q3 _# R
: ~8 A6 e5 {4 y! w9 W
第5行:__user_initial_stackheap将由__main函数进行调用。; `1 ~8 y1 N1 G9 H3 \1 z

2 U; V( n6 ~1 m% D5 {, C* W MicroLib
+ A" ^. Y% b1 j" q+ N# N6 oMicroLib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:
$ h( ?, z8 b  b3 h4 I: M
; j$ e" G- v: {9 D  G# B<mat h.h>,<std lib.h>,<stdi o.h>,<stri ng.h>5 L% O. y% |3 q; z

$ ]$ ]0 n( [: }0 X3 ?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。, w0 o2 x8 I" x& V) n: P, N

. A* H- D9 H4 o
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

' T" `2 }1 N: W- y4 }5 g/ N* Z: b& A; M5 y3 I
13.4 BOOT启动模式
! @; \& ~8 p. ?5 c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。
8 |: B4 T" w' U6 O6 U9 ]
/ e0 k; B: q. E" q+ e
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
- N( o8 `: V4 E7 R4 d) s
) V/ S1 O4 y& s& M
BOOT_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:" Y) }& v+ a; Q( M9 x
+ U# r4 Y# T. ?
  所有Flash地址空间。, n) F; T9 f% u7 d* T
  所有RAM地址空间,ITCM,DTCM和SRAM。
# `; U; N! d4 t' m7 T" J) ^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。" r6 E" C! q& F/ c/ T" g6 H
( z: v3 J" Z: h! q6 i2 L, i9 q% l" }# Z
使用BOOT功能,注意以下几个问题:- J4 r7 i7 t( l% e& T

  ^: @6 ~6 T' o' I- }  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。
3 x- e. [6 d7 ]  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。' F$ s/ ]8 @7 z! L' r$ _! y
- O" R) {$ R  _3 D8 c

) v+ w6 ?: k% I# x2 |. q+ p  F1,F4的启动方式
$ f% W/ q- p3 C' R* Z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。
: ~$ `! C. A0 G) ?, ^6 ~
0 \% Y; C2 K5 k" R. H. o) v
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

, @+ j: N; j; f0 W9 i4 L- R, @% R, l6 o) U* p( d
13.5 总结% _6 u0 p: N5 z/ O- a4 h, _' p
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。+ R- ]( `' O  z
$ N" U& {$ |+ O
: D& f: F( `6 T: P
: |. j: W7 m6 H1 ^7 |
收藏 评论0 发布时间:2021-12-21 22:00

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