一、引言
( P; n; B, W0 q& D! x3 R在嵌入式应用系统中，越来越多的应用需要扩展外部 Flash 来满足存储需求，例如 GUI 的应用，需要将视频、图片、字体等素材存储在外部 Flash。对于 SPI、FMC、 FSMC、QSPI、OCTOSPI、SDMMC 等接口存储器，需要一个 Flash Loader，把资源下载到外部 Flash。在 STM32CubeProgrammer 安装目录的“bin/ExternalLoader”目录下，ST 提供了官方开发板对应的 Flash Loader，也就是 stldr 文件。但官方提供的 Flash Loader 数量有限，不能完全满足用户需求，需要用户根据自己的 MCU 型号、Flash 类型，开发自己的 Flash Loader。
# P: @3 s- |7 g' L+ Q1 |- B$ Z
ST 的 X-Cube-DISPLAY 是 STM32Cube 扩展包，3.0 版本提供了 SPI/QSPI 接口的 MX25L6433F 的 Flash Loader 的源码工程，用户可以基于此进行自己 Flash Loader 的开发。本文档就是根据 X-CUBE-DISPLAY 3.0 所提供的 Flash Loader 工程，以 NUCLEO-STM32G474+GFX01M2 开发板为例，介绍了 STM32CubeIDE、KEIL、IAR 等不同编译器利用 X-CUBE-DISPLAY 所提供的 API 来生成外部 Flash Loader 的方法。
- v3 Y( B" V& m( X2 K
! c8 Z* l- c% g二、Flash Loader 的开发过程
6 N8 Y, d6 n9 r) ]: b: }参考 ST 在 X-CUBE-DISPLAY 3.0.0 所提供的 Flash Loader 工程，外部 Flash Loader 的开发过程主要包括以下 3 步。
6 _, |) B$ y# J6 w# d（1）更新 Dev_Inf.c 中的存储器芯片信息。
（2）重写 Loader_Src.c 中的相关接口函数。
（3）更改输出文件名。
2 `( m  e9 Z* [9 }/ @! v! `. n
项目配置好后编译整个 Flash Loader 项目，将生成一个 ELF 文件，文件的扩展名取决于所使用的编译器，Keil 的为.axf，EWARM 的为.out，STM32CubeIDE 的为.elf，通过编译后处理指令更改为 stldr 扩展名的文件，将该 stldr 文件复制到 “bin/ExternalLoader”目录下就可以被 STM32CubeProgrammer 使用了。
! F  }8 T' V# w  {8 L" a9 M1 T
2.1. Dev_Inf.c 介绍
此文件中定义的 StorageInfo 结构提供有关外部存储器的信息。用户在制作自己的 Flash Loader 时，需要根据 Flash 的参数来更新相关信息。
4 q( S' E2 Z0 i; A5 ^% v
! S6 C9 }1 c2 n- m) w; ^2.2. Loader_Src.c file
该文件包含了制作外部 Flash Loader 所需的接口函数，主要包含初始化，擦除，写入以及读出等操作。其中 Init，Write， SectorErase 这些函数是必需的，不能被省略。除了这些函数之外，您还可以重写 Read，Verify，MassErase 函数。

2.2.1. Init
" g! `% R  e( c, p0 E0 l5 Q: y& {% r* GInit 初始化连接到外部存储器的 GPIO 引脚以及初始化 IP 所用的时钟。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
int Init (void)

2.2.2. Write
4 n. W: s$ E( a4 Z5 S. P$ gWrite 函数将在 RAM 定义的缓冲区写入到外部存储器。
& P: C; z( l7 p如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
! f2 Z1 ?3 n1 ^3 `, c! yint Write (uint32_t Address, uint32_t Size, uint8_t* buffer)
- r; N5 P2 \  l$ Z0 O+ l: k
1 P) v$ A" X9 g: M$ h& c2.2.3. SectorErase
3 Z8 A3 J' a4 V6 j) b擦除内存指定的扇区。其中起始地址等于要擦除的第一个扇区的地址，结束地址等于要擦除的结束扇区的地址。
如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
5 G- g; Y0 c8 p0 cint SectorErase (uint32_t StartAddress, uint32_t EndAddress)
1 O5 r! {" V  n6 n7 G+ `
; Y) H2 m3 E  t: o! ]2.2.4. Read 功能
Read 函数将存储器指定地址的数据读取到内存中的缓冲区中。
: Q( t- Y7 j/ ?. h! d* f如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0
int Read (uint32_t Address, uint32_t Size, uint16_t* buffer)
: I/ x# W% P2 V) c
2.2.5. Verify
0 N0 E' B  p5 @. ~8 O7 Y1 K功能当选择“边编程边验证”模式时调用验证函数。此功能检查编程的内存是否与 RAM 中定义的缓冲区相对应。

; b, H1 o* x6 h  a3 F. C8 W2.2.6. MassErase 功能
MassErase 功能会擦除全部内存。
1 |% ]# P; O; C! y2 S- {: d5 \/ G如果成功，则返回 1，如果失败，则返回 0。
+ b! C' I) J! s) `" o4 s; X" E& D  K3 Wint MassErase (void)
# D) E1 ]) [: i) [7 f  A
/ P4 v4 c% U7 o' I# l8 l2.2.7. Checksum 功能
- F; f: Z/ @+ P+ D, ~, C0 G描述的所有函数在操作成功时返回 1，在失败时返回 0。
, x$ x/ p- [% [; D' z0 S/ c; p" p
三、利用 X-Cube-Display API 生成 Flash Loader 的方法
这里参考 X-CUBE-DISPLAY\3.0.0\Projects\NUCLEO-WB55RG\Applications 目录下的 GFX01M2_FlashLoader 工程的方法，来移植一个 NUCLEO-G474+GFX01M2 的 Flash Loader，这是一个 SPI 接口的 NOR FLASH，芯片型号 MX25L6433F。
我们打开 STM32CubeMX，MCU 选择 STM32G474RET6，首先配置时钟，其次这里用到外设有 SPI，还需要对 SPI 进行配置，查看 X-NUCLEO-GFX01M2 和 NUCLEOSTM32G474 原理图，外部 Flash 用到了 SPI2，GPIO 引脚用到了 PB13, PB14, PB15, PA8。SPI2 相关配置参数如下图所示。
6 m7 c, U9 @3 A3 P9 y

" U% a8 p3 d5 M. N

▲ 图1. SPI 参数配置

8 b( m" g$ Z) N. O/ u

& C& U. E6 n, a7 x1 x4 gSPI2 外设相关参数配置结束后，点击 X-CUBE-DISPLAY 标签，为相关的 IO 接口配置对应的引脚和外设。
& q+ I& e( C3 ~. M! u图片

) q1 w! ~5 v7 }

5 P# Y0 ~7 K4 a: Y5 {- F( q; g

▲ 图2. X-CUBE-DISPLAY IO 接口配置

5 _8 z! N0 c& o- z
7 {3 x: W1 p) ]/ {7 A( \
相关参数配置好后，点击 Project Manager，给工程重新命名，由于 Flash Loader 不需要 main 函数，选中配置的 “Do not generate main()”，这样生成的代码就不会有 main 函数。然后点击生成代码按钮生成代码。

( S* ^: P# b' r' K

6 j9 C( `. _$ W3 g' h! s0 M5 i

▲ 图3. Project Manager 修改

" @* c  w7 P& w( z* W/ x
生成的代码还需要添加 Dev_Inf.c、Loader_Src.c、Dev_Inf.h、Loader_Src.h，将这个代码添加到 Core 文件夹下的 Inc 和 Src 文件夹，为了方便不同编译器生成的代码能够自动加载这几个文件，复制.extSettings 文件到该工程文件夹，该文件会为工程新建一个 Loader 文件组，然后再重新生成代码。生成的代码用 VSCode 打开，在 main.c 函数中新增 MX_Init()函数，函数主要的功能是复位外设和初始化 GPIO。
5 Q4 \9 P3 ?/ l* ~$ Z+ @
! o% {% c5 Z. s

+ N* U! ^! [7 p3 @4 h

▲ 图4. 添加 MX_Init()函数

1 j: X; }# y& `关于 Dev_Inc.c 和 Loader_Src.c 文件中的函数，这里就不再做一一说明，大家可以对照附件查看，下面主要介绍下不同编译器的工程属性配置。

- j! A. g# Q( J; d  H5 s& K" L3.1. STM32CubeIDE 工程配置
STM32CubeIDE 的配置修改包括从工程中去除 startup_stm32g474retx.s，修改 Linker 文件，修改启动函数入口，添加后处理生成 stldr 文件。

. n  g, n2 |$ i" i

▲ 图5. STM32CubeIDE 中将 startup_stm32g474retx.s 从工程中去除

( V( o9 F# M3 Y7 d$ N2 u7 Z  K
, N) _3 I# g7 B) Z2 \" s. F5 L
2 o3 Y7 @/ M  ~9 `& z2 @* N修改 Linker 的配置，通过“Properties”打开设置页，将 Linker 文件修改为 STM32_FLASH.ld。
: ^5 I- R8 E/ F6 }" Z
6 q( d0 U* Y4 f8 `

3 @3 d2 `- P: a/ Q4 x

: q$ F. Q( O0 J1 }3 H2 _) F! Y  |

8 K& U" U% B" y6 ]* N! Y* e

▲ 图6. STM32CubeIDE 修改 Linker 文件

通过 “Settings” -> “Build Steps” 配置页中，在 “Post-build steps” 处添加指令 ：cmd.exe /c copy /Y "$(BUILD_ARTIFACT)" "..\MX25L6433F_GFX01M2_STM32G4.stldr"，编译后生成 stldr 文件。
, h5 H. H9 B/ t( A' `- @) l
7 [& m: c7 P6 c7 @% J
9 t/ m) @5 r6 Z# L7 o9 M

▲ 图7. 在 STM32CubeIDE 中添加后处理语句

: B! b: b1 F2 W+ o* G" ]当这些配置好后，重新 Build 工程，这样就会产生所需要的 Flash Loader。

4 Y* e: d" t1 R. c& F7 w3.2. KEIL 工程配置
1 G" ]3 B* u. W$ f与 STM32CubeIDE 配置过程类似，KEIL 的配置过程主要包括以下操作。在 Target 标签页，Arm Compiler 选择“Use default compiler version 6”,如下图所示。
6 `0 w% ?" v* T- I9 ^8 c

; [8 X* S2 X: S) N! V

+ T9 I$ @& a. |0 ]

% U+ M; B5 Y! H) x  G* m8 ?7 G

▲ 图8. 更改 Arm Complier

+ m  k& \' c7 c" k0 X5 F; e在 startup_stm32g474xx.s 的文件属性中，去除勾选“Include in Target Build”和 “Always Build”，这样这个文件就不会被编译和包含在这个工程中。
( F( }+ u8 n; q) T! T

4 B- \( Z0 w" B! c

▲ 图9. 在 KEIL 中将 startup_stm32g474retx.s 从工程中去除

* D9 L- ^. f5 h& t4 e

在属性界面，切换到 Linker 界面，去掉“Use Memory Layout from Target Dialog”勾选，修改链接文件，将链接文件更换为 stm32_loader.sct，同时注意在 Misccontrols 添加“--paged --pagesize 0x10--diag_suppress L6305” 。
4 Z  d, G/ I/ p7 I; x  A6 P. S

▲ 图10. KEIL 中修改链接文件

' B, b3 w1 v' p4 v7 P与 STM32CubeIDE 配置类似，添加后处理语句“cmd.exe /C copy /Y "!L" "..\MDK-ARM\MX25L6433F_GFX01M2_STM32G4.stldr"”。
; g2 M* _- e) u7 i9 E3 h

8 T7 w3 {0 W" V+ a& s. W& I* f

▲ 图11. KEIL 中添加后处理语句

, u: R: t" G3 N4 e3 B

- W  S" s0 |; |5 _; ^9 W# `这些配置好后，重新编译代码，会在 MDK-ARM 文件夹下生成 stldr 文件。
+ F2 t# R4 x: ^$ L' l& J0 s

3.3. IAR 工程配置
% [% d  Q0 [$ V, K& nIAR 工程配置与 STM32CubeIDE 和 KEIL 的过程类似。

+ V2 E6 A4 D; _0 j4 L

▲ 图12. IAR 中将 startup_stm32g474xx.s 从工程中去除

) G" L  ?$ c& u% O
1 @; b" V* X+ o8 v

4 }) f1 @6 ~- ?. l( p" f1 e. W0 F- |
3 x9 N/ ~% I' B1 k1 S

▲ 图13. IAR 中修改链接文件

) w) E! ~9 V! w. Y: D! u/ p' L- ]

( x; J( a, b7 a4 |# x  e

3 T0 s2 Z. x8 p; |$ S5 R

4 U4 T5 y* \$ r

▲ 图14. IAR 中更改入口函数

3 s4 h' K- P0 s

$ I  Y0 {, [! X) d( d

3 u: I! U2 K* D2 s& f
. g; M, D( h4 d4 t" U6 g3 E

▲ 图15. IAR 中添加后处理函数

7 t8 u3 Z9 f1 H1 d1 p" \
/ @2 M4 N  m8 c这些配置好后，重新编译代码，会生成 stldr 文件。

* h- a7 d9 p& x: `/ Y! P7 K5 l2 e四、小结
本文结合 X-Cube-DISPLAY 3.0 软件包中的示例，介绍了利用 X-CUBE-DISPLAY API 进行 Flash Loader 的方法，如果用户选择的 Flash 是 MX25L6433F 这款 Flash，那么可 以参照此方法，来快速开发自己的 Flash Loader，如果所选的 Flash 不是 MX25L6433F，也可以参照此方法，重新编写对应存储器的驱动来开发对应的 Flash Loader。

! J5 k% P1 Z$ d& y4 ?) W/ C
转载自： STM32
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6 m: T  H( \: T+ b
/ \4 k$ C: p% m% h
2 Z4 C4 s0 i+ }* q, K. A

你好，关于IAR制作stldr文件有详细的教程吗？比如最后用的是什么指令？