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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) h% I# _& e5 X  M: `1 Y) D; a8 A
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。
6 M7 S* [( g3 ]4 ^/ O7 A! B3 ]2 X. N. n) |( P9 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。) d2 M* I6 z8 f6 b1 ]

8 l" W' z9 Z7 V13.2 各个版本的启动文件介绍
0 N4 K6 y" T& U, b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。
; w) v. m* n# Y1 X5 j; E$ ]' K1 q) m% q2 E
13.2.1 不同编译器对应的启动文件
. r" d# d9 k0 p" Z& {打开我们为本教程提供的工程文件,路径如下:
# t6 r* ]; X, Y& }: F4 {
0 r, x2 ]) V+ P' L" ^% G/ D. E\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。; ?$ t1 M# K+ r& `
/ u; L( ^( z4 {" d/ G) ]* D
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
3 r% ?# W: N* p) {
8 I+ N; a. V8 A9 [. I8 G' r
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。
& h" K9 K2 z2 Q/ e9 V; d# F$ ?# f, D  |$ D" u+ B
13.2.2 不同H7系列对应的启动文件/ @. R0 `# ^: J: M: i, _7 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):* w! n6 Q6 K9 N! \  e7 ~+ P; s, ]
; H) H4 Q+ g: W* J
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

/ P: f* ^( F) }2 v9 e+ \% Z7 ^" X; q4 j5 g( `
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:
# @) u) E8 c. F+ l" K
5 f  ^( j" @6 P" `: t* H
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
9 L" u8 z- q5 A  K

4 m4 b7 \) E7 b2 n' d4 w* H我们再来打开IAR文件夹里面的文件:4 d% }9 I, e% G9 Z

+ w& Y+ z4 y& H
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

- C5 C# s( ^" w1 Y& a3 f7 j( d( z! R* W" Y
多了一个linker文件夹,用于IAR配置的ICF文件:
8 ]' w! V5 D2 r; \+ Z9 c: v- ^3 p+ E
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
, c: u5 F6 r( g( h; B7 e. x% L
! Q- s7 s2 z( X" @& c$ ?; c( v
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。
% X8 b* \0 ]7 i! B0 D, ~! Z' u. y6 n% G$ a3 J& G
13.3 启动文件分析
. I( w" A* k& m6 ?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。
$ V. _; @% X* H2 P8 C; E9 s  G% r8 b0 K" u1 g$ L3 B1 ]. V+ |
启动 MDK软件,在Help菜单点击 uVision Help
# S% D3 h# t* t8 ~7 c' I) X2 H
5 f# z% u! r# ?5 `, r" }" U
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
( `: f+ n" J4 V

# }" i2 C; b" j; B! U  点击后弹出如下文件
% c3 u0 N# d, {
' N9 P$ N6 o  u2 f1 j1 {
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
& P5 H5 W$ d2 o( \/ n
: @) Y% G- P! S+ \  k
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。
) B* O, r: b/ ~6 v( E
: Y, p' B# a4 o; N0 q% G  y) B下面先来看启动文件前面的介绍 (固件库版本:V1.2.0)
# k0 ?' W" l( e5 j! A  }5 b: ?
) o7 D$ K8 [3 x9 f$ `  l
  1. ;******************** (C) COPYRIGHT 2017 STMicroelectronics ********************
    # E- Z! w+ X3 E- X- d  H2 t
  2. ;* File Name          : startup_stm32h743xx.s
    2 n5 l$ J9 y3 D! \/ ~
  3. ;* @author  MCD Application Team
    ! M5 C9 Z9 z4 o5 |( L
  4. ;* version            : V1.2.0' a. r6 N7 B( u' N+ h" i8 R3 q
  5. ;* Date               : 29-December-2017
    ! g/ }- F# f& D" q
  6. ;* Description        : STM32H7xx devices vector table for MDK-ARM toolchain. 9 L) i$ O- R3 |: X9 S3 C
  7. ;*                      This module performs:
    # ]5 J9 N& \( D; S" i
  8. ;*                      - Set the initial SP- D0 x7 i8 W6 W8 ~7 t/ n& D
  9. ;*                      - Set the initial PC == Reset_Handler4 W/ B5 G! j% z& D7 z5 a& Z! M1 }- u  E
  10. ;*                      - Set the vector table entries with the exceptions ISR address
    $ o- ~$ f- J9 Y& I* C3 E
  11. ;*                      - Branches to __main in the C library (which eventually
    ) N9 Z' c4 q! {: u
  12. ;*                        calls main()).
    8 f; T: M" x# l% ~" d; z
  13. ;*                      After Reset the Cortex-M processor is in Thread mode,
    ! f4 d& X/ J3 V: z1 A5 Z) s) h1 T
  14. ;*                      priority is Privileged, and the Stack is set to Main.
    , ~) B: z3 g. Q
  15. ;* <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>   # `+ c" T3 P) B# M+ B* `2 P7 j
  16. ;*******************************************************************************! d9 i+ J* d8 `, p# O
  17. ;
    2 h/ H9 N1 f8 u8 G! e( N
  18. ; Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
    & `7 g9 `  X8 t7 Z- X+ L/ }9 Q
  19. ; You may not use this file except in compliance with the License.
    8 u( \; d4 B2 R
  20. ; You may obtain a copy of the License at:
    5 d" o* y1 X2 Z- r2 I' \' f
  21. ; 9 z4 z5 H) T) v: {1 j
  22. ;        <a href="http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2" target="_blank">http://www.st.com/software_license_agreement_liberty_v2</a>; a7 R( ^( c! p' V
  23. ; 4 f/ l+ F1 @$ W2 n3 P
  24. ; Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
    8 i) p; s3 t0 J( {; t+ ]6 `4 Y
  25. ; distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, ) M/ ^$ d# W0 f, i" ~2 t
  26. ; WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied., \4 }& Z0 C) n  m# n' S9 E/ \
  27. ; See the License for the specific language governing permissions and
    9 ]5 ^  U" u+ p
  28. ; limitations under the License.
    , ~% C% i- A; k& r# N$ Z
  29. ;
    % u) p; N8 U+ n& P5 k
  30. ;*******************************************************************************
复制代码
! u- m, b# d: m: c
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。
( |; O. t  Y: m5 ~' m/ |! p+ h3 h* F2 |
启动文件主要完成如下工作,即程序执行过程:
+ o9 H  w  T, ^3 b. Y
$ A$ C! U& X" L; H  F-      设置堆栈指针SP = __initial_sp。
# D! ?$ e) k* T9 {7 y
" G& u% Y; `& K; n-      设置PC指针 = Reset_Handler。
0 T  i) f8 ]* j$ }. u5 E* t; `/ h5 @
-      设置中断向量表。- u3 R7 T5 {4 b0 O* ^. q- X% k

) U3 m: \  B6 H, q% ~  L- Y5 ^-      配置系统时钟。$ i- C3 x$ n8 l9 I/ n: n

* v, U0 ~( P! y1 Q& N! O-      配置外部SRAM/SDRAM用于程序变量等数据存储(这是可选的)。
. y  y( t, J+ }# w, p: ~% r2 Z9 y6 j( s. j
-      跳转到C库中的 __main ,最终会调用用户程序的main()函数。& R( v% J5 K' B1 Z& A- ^1 n, ~
% {# A8 X# M& m' G" o9 i
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。8 @0 y: a1 T- k( ~7 k/ I7 r

) n1 x" p+ [# z8 k) G13.3.1 复位序列1 P: N, `/ F$ O2 u; u- ?
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)
% I/ |0 R( u. ~! r8 `& b3 u6 R" S, c2 k( L6 c
  将0x08000000位置存放的堆栈栈顶地址存放到SP中(MSP)。: u' r6 w4 I- Z2 M7 `2 a
  将0x08000004 位置存放的向量地址装入 PC 程序计数器。; |! n* p( [- p  D' P/ k
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. x4 F. ?# ^( L6 k

, `+ F# z! ~5 B
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
& n/ E8 v5 V1 M1 j
8 x& R0 x% e/ r: B
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。- `- t& \. G1 w9 t6 u, V) j
$ u2 c5 k- g  Y1 Y+ h- ^0 k. M
13.3.2 代码分析
. S" v3 }' k* P. s: ]  第1部分代码分析
! U5 Y8 j5 d$ S3 s+ f. [% C1 E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。: c0 y; X. T4 P( ^( P
6 S3 y  t8 m& J  c4 l
1.        ; Amount of memory (in bytes) allocated for Stack
2 m5 T+ T# t7 m% t2.        ; Tailor this value to your application needs
8 A; x/ z, S, E7 b3.        ; <h> Stack Configuration
8 o" d6 F6 {+ c! F: Q1 r; U4.        ;   <o> Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
& m+ G' G8 s7 ~4 x) G  a# K5 ^/ t5.        ; </h>
6 P! H% s  Z5 p3 g' O& ^5 n6.        $ T6 e( v! w3 O3 b6 \
7.        Stack_Size      EQU     0x00000400- A; F7 w/ S: ~
8.        8 y% N6 T) M5 @0 U( w3 G
9.                        AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
* X* i" Q4 h( T$ X( Z10.        Stack_Mem       SPACE   Stack_Size2 @  L3 I5 {  p/ A
11.        __initial_sp
( Z, n" R# |7 O* p8 Z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。: N) [9 j5 M* M& A

4 [# s7 H4 W3 s5 e0x00000400 表示栈大小,注意这里是以字节为单位。7 t& G1 m0 X; @1 g: P& b$ ~+ ^# m

" Q8 j% ~3 \2 a4 }4 E/ Q' p/ p
; M1 U  u( P9 d! v( A7 ]# U" p4 _' \9 A( P, m$ d5 r
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。$ D( q& T: C+ r4 t
. d! t9 L1 K( s) p' G: [# n
STACK :表示这个段的名字,可以任意命名。  r0 K  t# N/ ]7 X& A% p( k8 q
* }( t% ?- o& c. H/ K* N9 Z
NOINIT:表示此数据段不需要填入初始数据。! K/ M! L. V. s. V% S+ q$ O# g$ h

( `' N5 x) f1 Q% {( D# U. aREADWRITE:表示此段可读可写。+ L  O' g+ P' V3 V. N: C
7 |4 r4 B5 n4 _0 b; j$ ^
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 b& H3 t9 z) X& t# c+ t( ]$ @; `4 K  j0 X8 i0 I* d. p1 m$ z

2 u8 ]6 T0 J7 \$ S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。
, M3 P9 P% A/ r; J! K2 w6 U3 F7 Y9 R1 G& m. P6 g2 H: i

3 @% ?, I2 w9 ~9 U7 E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。
/ a* g. Z+ U, K# Q+ R% u
& [& Z7 l, v( ^3 V
$ @! {7 e8 K: e: T; K
2 T: q8 M) _  e& y2 x第2部分代码分析. M* _5 [0 R0 j7 g
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。
" u4 s- j, z0 F, @" X
. t+ z5 P  R) s& C& r1 K* y: f
  1. 1.        ; <h> Heap Configuration
    9 t( t$ c: R$ Q3 P3 L
  2. 2.        ;   <o>  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>$ ?6 p2 J$ y- u3 H5 [3 o: [
  3. 3.        ; </h>
    4 ]$ U, m! [9 f
  4. 4.        $ |0 a" Y1 H% x* K( O# s
  5. 5.        Heap_Size       EQU     0x00000200
    6 O! L, {6 ^8 a5 |' n# c0 N, h! w7 P
  6. 6.        : W/ \$ L: K' V3 J( o+ z( _
  7. 7.                        AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3* ?9 B* f" ^9 a) ^
  8. 8.        __heap_base
    # Y0 s' J$ ?: d- M" ?. R' w, z) X
  9. 9.        Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
    & A9 N6 Q- e1 ?5 E. ^
  10. 10.        __heap_limit
复制代码
% U2 T& e3 e" t) F& P8 M
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。( ]* c' o; x$ d) E5 u
$ I* j/ p+ e+ |6 V8 r- |5 z
__heap_base 表示堆的开始地址。
3 a/ P1 ]5 i" B) n! ]% d* ?4 Z" g  k3 R
__heap_limit 表示堆的结束地址。5 C  Q5 C6 J+ }6 g
+ |" y) |  d# @' M
  第3部分代码分析# `7 ^# K- ]+ u5 r, y: @
  1. 1.                        PRESERVE8
    ! d- P1 M% |6 m7 F: C
  2. 2.                        THUMB
    0 B3 J, m! D" `. f- J, c
  3. 3.        
      s+ Z. Y2 m+ B& `4 G  |* f5 T
  4. 4.        
    3 Y. E+ \* I( @9 M, L8 v
  5. 5.        ; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
    , n$ [3 X4 g' D1 v% R) u! _+ v' v
  6. 6.                        AREA    RESET, DATA, READONLY
    6 M% r! Z6 a9 f3 F
  7. 7.                        EXPORT  __Vectors% n+ J$ |! p, @7 a% j4 A+ q, C
  8. 8.                        EXPORT  __Vectors_End# ?9 Y5 W* v, J
  9. 9.                        EXPORT  __Vectors_Size
复制代码
' l& f% F1 c/ I8 M2 y- T! ~
第1行:PRESERVE8 指定当前文件保持堆栈八字节对齐。
4 o7 N( o/ H) q  Q- R# ^* J. n6 G
( z. l0 Q' ~3 F2 C, 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。: {7 j6 O  g2 W# f* ^

) p1 r5 e5 n  A: V3 d8 J( u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。
& _5 v- Q) F8 u9 L, `3 k( Y( `2 q
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。
+ T+ b. X) Y* T5 j, V
4 I- s8 t( q: x! I. _3 y0 e$ j
  第4部分代码分析
0 p! w, j% r2 {' H% ]. m. d+ e
  1. 1.    __Vectors       DCD     __initial_sp                      ; Top of Stack
    8 B+ n7 x. f- f) ]
  2. 2.                    DCD     Reset_Handler                     ; Reset Handler
      {: z+ W) p. L/ c% ?* {% Z0 f! O
  3. 3.                    DCD     NMI_Handler                       ; NMI Handler: M* W: Q3 E$ _/ q) W
  4. 4.                    DCD     HardFault_Handler                 ; Hard Fault Handler
    5 O' Y9 i* k  [; B
  5. 5.                    
    ! ]. ]- ]4 A, P& \
  6. 6.                    中间部分省略未写
    # j$ d! S* \% A3 d. Z( C* G
  7. 7.   
    + {2 E6 H0 t8 G4 H1 I& z& }7 Z
  8. 8.                    DCD     0                                 ; Reserved                                    2 h' L2 T2 m, b( a# f
  9. 9.                    DCD     WAKEUP_PIN_IRQHandler             ; Interrupt for all 6 wake-up pins
    ) D; Z9 ~2 M/ m6 S$ E, f+ H
  10. 10.                    7 b- N" j0 k" x% H! j4 X
  11. 11.   
    / u% ?& B, O4 U4 f
  12. 12.    __Vectors_End- D" c9 Y7 G& s# s- T' S) |) P
  13. 13.    4 P4 J. k& Z& i+ J' X- l
  14. 14.    __Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors
复制代码

# Y. [7 O, ]& ~6 C' {' ~8 R- ?3 f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。
* I3 `* L8 U5 s  b- [6 z) b. f- P, d' g! V# K2 V* Q0 l
以MDK为例,就是如下配置选项:
1 |$ ^, _% w4 q6 }' M& u: Z8 h
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
4 t- G& L. S+ \/ l3 [
( N! D% D; O3 L3 l
DCD 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。
# E4 g7 f3 o' P/ |
; ]  g" p1 L) n8 H$ F! c  第5部分代码分析
; [! F5 v9 H& C. F# V5 \( X
  1. 1.                    AREA    |.text|, CODE, READONLY5 u7 e9 f* E, n$ H5 D
  2. 2.   
    9 P& T0 E0 H" m+ _
  3. 3.    ; Reset handler
    0 l! m0 p" S/ W* o& @7 j
  4. 4.    Reset_Handler    PROC
    8 B- K% p) y8 c/ e8 N: m& w3 x! r
  5. 5.                     EXPORT  Reset_Handler                    [WEAK]( [; [9 Z+ l" N' ]8 e6 K0 r* O
  6. 6.            IMPORT  SystemInit& k: A4 C6 M! m  g" s( Z/ y
  7. 7.            IMPORT  __main: q/ @: [1 t; o  x) i6 y
  8. 8.   
    " a' S1 f& G8 v
  9. 9.                     LDR     R0, =SystemInit" O) m1 R( H$ o& a+ n1 y
  10. 10.                     BLX     R0
    ; w8 O, I+ j' L$ q) u3 N
  11. 11.                     LDR     R0, =__main+ I/ Y1 t+ d, C. V' w* C) l* |
  12. 12.                     BX      R0/ \  a+ c( E- B3 ^( T/ m! \
  13. 13.                     ENDP
复制代码
! s2 x' o0 D) R7 f' k
第1行:AREA 定义一块代码段,只读,段名字是 .text 。READONLY 表示只读。
' M- b; N8 R8 N, x
4 e; z! |3 v$ h/ H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。+ W1 m4 w0 W( ^+ m
+ p: S/ x! W+ C! j7 V1 z
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。
6 F8 Z( V& c! U0 q3 L& t/ H. U
+ Q% K& l- E% z8 S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。$ b7 r* e" \' {9 X4 K0 C$ q/ F
4 C2 m" G; H5 z
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。
, R$ H! `2 ?; X' s' s9 S/ m
+ U% {& O: e! v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。
1 ~$ E; L# }" F8 h- u5 n" F7 ?( H7 ?; f4 t( c$ c3 ]& F
  第6部分代码分析
# C$ S) z! h" S' ?4 I5 _代码如下:
' O; K( _# p3 f$ i, y& K7 ^4 \
! f; ?4 ]+ M  X. r& J$ `- o
  1. 1.        ; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)
      ~: j* l( T0 D+ T
  2. 2.        
    # ?7 r/ j1 j- v" Q6 g
  3. 3.        NMI_Handler     PROC
    1 }+ b" b) Z6 @2 v0 k
  4. 4.                        EXPORT  NMI_Handler                      [WEAK]- o2 f; J7 B$ H4 {
  5. 5.                        B       .  , N5 N, ]& C* E
  6. 6.                        ENDP
    7 S" q; q* G; N6 r2 S8 k
  7. 7.        HardFault_Handler\
    & {7 W. i0 c1 Q1 e* a
  8. 8.                        PROC$ I# o9 P+ P5 C1 C6 J% ?9 y
  9. 9.                        EXPORT  HardFault_Handler                [WEAK]( R9 y/ Z3 N3 z$ N4 f9 ]& w
  10. 10.                        B       .3 t! `/ r/ _+ b; @9 M. ^
  11. 11.                        ENDP4 p* d" ]- x3 V/ h7 g$ [% p' [. e
  12. 12.        
    0 G: z0 g4 U3 {2 b7 u
  13. 13.                        中间部分省略未写8 x& v1 y6 a% M" R$ S' Z% ?
  14. 14.        Default_Handler PROC                                      
    " P7 S* R5 _$ A* H  w% ?$ S
  15. 15.        
    # C( R: s7 y& d( ^
  16. 16.                        EXPORT  WWDG_IRQHandler                   [WEAK]                                       
    4 r9 t5 [. r7 o& S) R
  17. 17.                        EXPORT  PVD_AVD_IRQHandler                [WEAK]                        
    / B3 m7 T4 K: w: c" J
  18. 18.                        EXPORT  TAMP_STAMP_IRQHandler             [WEAK]
    + B7 C" f- {. I3 G
  19. 19.                        中间部分省略未写
    : p, d" m/ W9 S; W( G
  20. 20.        SAI4_IRQHandler      5 G) @7 l# ^2 e0 {
  21. 21.        WAKEUP_PIN_IRQHandler
    , W; J5 k2 R2 T5 f6 j- r& d
  22. 22.        
    6 F" I- S+ L% V7 {6 w0 T4 C. @
  23. 23.                        B       .* f( K9 q4 ?) j- o9 Q) L
  24. 24.        : Y4 O: M; Q# ?
  25. 25.                        ENDP* x2 l. h. y3 u' {( @& h
  26. 26.        & }! `% Y- B8 @2 G& C* y" e0 ^
  27. 27.                        ALIGN
复制代码

! h7 ?0 R7 x2 ?; |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。
* i% z5 r, _' Z6 m: A6 ]" t8 m# Z7 W; e
第14行:缺省中断服务程序(开始)1 F9 T  A; k% h( i4 X

; V2 U( V: i+ f+ n% l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。
( a# @8 y; P# f$ W" L$ p) y$ J" a* `) e6 z
第25行:缺省中断服务程序(结束)。
; T* L# b. T1 d* c" v+ V* f2 a( N1 L0 D4 y" m$ I* q
  第7部分代码分析; I' D  C0 G% s1 f6 G
启动代码的最后一部分:* U% T; u7 g$ @' b6 _
  1. 1. ;******************************************************************************* 6 R$ J: X9 w  \5 C( [6 X
  2. 2. ; User Stack and Heap initialization ; R! M8 l8 b1 H4 K2 V. q
  3. 3. ;*******************************************************************************9 S9 T+ v, o* v
  4. 4. IF :DEF:__MICROLIB - |" N& H& o, V% ?: H1 g3 B
  5. 5. 5 O( @8 R# [% _+ X2 g  f
  6. 6. EXPORT __initial_sp 9 W3 p" w6 r6 X, {8 m/ d0 Q6 P
  7. 7. EXPORT __heap_base
    ! K# f2 S  z: G6 _, x
  8. 8. EXPORT __heap_limit & ~' U2 h  I0 A! M8 V, K' ]
  9. 9. % S9 {# i9 R1 T  d
  10. 10. ELSE
    6 h% A2 \1 o' u$ A- N5 g' @$ f6 Q% N
  11. 11. ) T( S& t+ \/ ~4 m6 f  X; W' o& w5 |
  12. 12. IMPORT __use_two_region_memory
    6 E3 q/ H4 r% }7 S' V* Q
  13. 13. EXPORT __user_initial_stackheap 6 N2 B; H: e5 x+ L# `/ a
  14. 14.
    2 }8 f; l3 Z  Z" ?
  15. 15. __user_initial_stackheap
    ' f, A4 A2 C* N
  16. 16.
    # X. p/ T' r  `# X
  17. 17. LDR R0, = Heap_Mem
    3 g& ^" A1 r  }
  18. 18. LDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size) 19. LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)
    , |3 \3 x+ Z: f
  19. 20. LDR R3, = Stack_Mem / W. x6 o! d6 X: V/ e
  20. 21. BX LR . A) K: `" ?4 W9 y
  21. 22.
    * N$ J! ~& b+ P' _8 v
  22. 23. ALIGN ( A% C6 i0 H* i
  23. 24.
      z- z( o, \/ D2 Y& M
  24. 25. ENDIF2 {! s, l1 u( p# ]5 y- u( Q
  25. 26.
    : k% D5 ]) P' t4 a& {" L
  26. 27. END
复制代码

/ @; n2 s$ S# b1 \  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。
' R! c* U* Q2 G  j/ b; K* m  Y! x6 j) H0 K2 u
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
0 C$ D! S6 l/ `) |! u! Z

! ]1 D% M" Z$ U5 P第5行:__user_initial_stackheap将由__main函数进行调用。
" L* V1 w! t. f$ m
9 f5 B1 V% H0 V$ ^ MicroLib
: M9 {6 B, P* L8 k& EMicroLib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:4 S5 \& P5 N/ v

. E3 _! Q6 A- n, \* A<mat h.h>,<std lib.h>,<stdi o.h>,<stri ng.h>
" m/ a4 R$ r. H$ ~
! M) ]8 n$ z9 w, K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。( f$ p/ @, s+ J7 ^& m2 _
, D. m. k9 }( j3 `7 R' c9 J
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png
0 x1 G" c% u9 f2 ^7 P( ^
: F# t! K! }# c/ _, v
13.4 BOOT启动模式% l/ `( b. ~5 _, ^$ Q
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 O+ N1 k* t1 S5 c* Y+ |7 }8 N4 e2 U, \) T. r& J: ?
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

. l2 f# h) r- i1 V$ |' E) q8 I8 s" ?; }6 v2 Z2 v5 A6 D
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:4 ?) H' ]1 X! |0 u/ R) o) I$ T% _

" b, Y, h7 b  y' T) ^" V- S  所有Flash地址空间。' g1 v1 r# f. F( B
  所有RAM地址空间,ITCM,DTCM和SRAM。
9 a* Y' x+ C9 R( K( I5 U6 ~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。8 _3 x  E+ F. r7 s% [1 t9 o9 P. S
; z( a; R8 l2 F+ g& G$ F$ f. M: o
使用BOOT功能,注意以下几个问题:* K! R0 d  |' k& t: I0 b

, E# A* {4 L- g3 v  b  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。7 M8 s3 c  H# C3 e
  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。1 N% I" L; Z6 F! g
$ J8 W% c; P: x$ S9 H- [) E' ]
- K8 W$ ]; A+ B3 C8 i2 d
  F1,F4的启动方式
- d2 C- E! m& t& G2 u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。
0 j( n$ l2 m0 W3 r9 o$ T6 @- W/ Z9 @5 g+ T
aHR0cHM6Ly9pbWcyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTM3OTEwNy8yMDE5MDQvMTM3OTEwNy0yMDE5.png

4 w. ]  W$ B0 @1 Z+ |2 w
7 F. t8 r, p, G8 y/ q13.5 总结
: Q( O  b9 t4 Y: N" E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。) [% }# _) |* M" ^( ?# U0 b
: P" ^+ K4 y* ^3 H

% X$ C1 Q$ {" J7 _7 N7 M
5 N/ ]& Y# x2 ~5 @
收藏 评论0 发布时间:2021-12-21 22:00

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